Development of aqueous micellar two-phase systems for the selective extraction and purification of IgG from real matrixes

Abstract

Os anticorpos, mono e policlonais, têm sido alvo de estudo intenso pelas indústrias farmacêuticas e biotecnológicas, resultando num extraordinário crescimento do mercado de produção de anticorpos. Este crescente interesse deve-se principalmente às vantagens que estas biomoléculas compreendem, tais como a sua aplicação terapêutica e a sua incorporação numa vasta variedade de técnicas de quantificação. A imunoglobulina G (IgG) é um dos anticorpos já aprovados pela Food and Drug Administration (FDA) que oferece uma grande variedade de aplicações em diversas áreas e, portanto, reconhecida como uma proteína de valor acrescentado. Apesar da vasta oferta de técnicas de purificação de anticorpos, ainda existem grandes desvantagens associadas à sua purificação. As técnicas atualmente utilizadas centram-se em técnicas cromatográficas, as quais envolvem materiais dispendiosos e longos períodos de operação, sendo responsáveis por 50-80% dos custos totais do produto. Copulativamente, estas técnicas apresentam grandes limitações relativamente à escalabilidade do processo. Como alternativa, este trabalho foca-se na aplicação de sistemas micelares de duas fases aquosas convencionais e mistos, utilizando líquidos iónicos com carácter tensioativo, como uma técnica de purificação não cromatográfica para a extração e purificação de IgG a partir de soro de coelho. Foram otimizados alguns parâmetros associados ao processo de purificação, tais como a concentração de surfactante, a presença/ ausência de líquidos iónicos como co-surfactantes, o efeito da sua concentração e as suas características estruturais. Após o estudo de otimização, os sistemas convencionais foram confinados a uma percentagem de 10% de Triton X-114 a pH 7, alcançando purezas de IgG de 24,6%. Com a aplicação de sistemas micelares mistos de duas fases aquosas compostos por líquidos iónicos obtiveram-se ainda melhores fatores de purificação. Os sistemas que conduziram a melhores purezas foram os sistemas com adição de [C16mim]Cl a 0,7 wt%, [P4,4,4,14]Cl a 1,0 wt% e [P6,6,6,14]Br a 0,7wt%, obtendo-se purezas de IgG de 26,3%, 28,1% e 29,2%, respectivamente. Estes resultados de pureza são superiores aos reportados na literatura relativamente à purificação de IgG a partir do soro do coelho utilizando sistemas de duas fases aquosas, confirmando o potencial desta técnica na extração e purificação de anticorpos ou outros produtos de valor acrescentado de matrizes complexas.

Os anticorpos, mono e policlonais, têm sido alvo de estudo intenso pelas indústrias farmacêuticas e biotecnológicas, resultando num extraordinário crescimento do mercado de produção de anticorpos. Este crescente interesse deve-se principalmente às vantagens que estas biomoléculas compreendem, tais como a sua aplicação terapêutica e a sua incorporação numa vasta variedade de técnicas de quantificação. A imunoglobulina G (IgG) é um dos anticorpos já aprovados pela Food and Drug Administration (FDA) que oferece uma grande variedade de aplicações em diversas áreas e, portanto, reconhecida como uma proteína de valor acrescentado. Apesar da vasta oferta de técnicas de purificação de anticorpos, ainda existem grandes desvantagens associadas à sua purificação. As técnicas atualmente utilizadas centram-se em técnicas cromatográficas, as quais envolvem materiais dispendiosos e longos períodos de operação, sendo responsáveis por 50-80% dos custos totais do produto. Copulativamente, estas técnicas apresentam grandes limitações relativamente à escalabilidade do processo. Como alternativa, este trabalho foca-se na aplicação de sistemas micelares de duas fases aquosas convencionais e mistos, utilizando líquidos iónicos com carácter tensioativo, como uma técnica de purificação não cromatográfica para a extração e purificação de IgG a partir de soro de coelho. Foram otimizados alguns parâmetros associados ao processo de purificação, tais como a concentração de surfactante, a presença/ ausência de líquidos iónicos como co-surfactantes, o efeito da sua concentração e as suas características estruturais. Após o estudo de otimização, os sistemas convencionais foram confinados a uma percentagem de 10% de Triton X-114 a pH 7, alcançando purezas de IgG de 24,6%. Com a aplicação de sistemas micelares mistos de duas fases aquosas compostos por líquidos iónicos obtiveram-se ainda melhores fatores de purificação. Os sistemas que conduziram a melhores purezas foram os sistemas com adição de [C16mim]Cl a 0,7 wt%, [P4,4,4,14]Cl a 1,0 wt% e [P6,6,6,14]Br a 0,7wt%, obtendo-se purezas de IgG de 26,3%, 28,1% e 29,2%, respectivamente. Estes resultados de pureza são superiores aos reportados na literatura relativamente à purificação de IgG a partir do soro do coelho utilizando sistemas de duas fases aquosas, confirmando o potencial desta técnica na extração e purificação de anticorpos ou outros produtos de valor acrescentado de matrizes complexas.