Endotoksiinin havaitseminen – limulus amebosyyttien lysaatista rekombinanttitekijä C:hen

Gramnegatiivinen bakteerien endotoksiini on biologinen pyrogeeni, joka aiheuttaa kuumetta, kun sitä annetaan laskimoon. Endotoksiinia, joka tunnetaan myös nimellä lipopolysakkaridi (LPS), esiintyy gramnegatiivisten bakteerien ulkokalvolla. Gramnegatiivisen sepsiksen aikana endotoksiini stimuloi isännän makrofageja vapauttamaan tulehdussytokiineja. Liiallinen tulehdus aiheuttaa kuitenkin useiden elinten vajaatoiminnan ja kuoleman. Endotoksiinit, jotka ovat kaikkialla esiintyviä patogeenisiä molekyylejä, ovat lääketeollisuuden ja terveydenhuollon riesa. Siksi endotoksiinin varhainen ja herkkä havaitseminen on ratkaisevan tärkeää endotoksemian ehkäisemiseksi. Limulus amebosyyttilysaattia (Limulus amebocyte lysate, LAL) on käytetty laajalti jo noin 30 vuoden ajan endotoksiinin osoittamiseen injektoitavien lääkkeiden ja lääkinnällisten laitteiden laadunvarmistuksessa. LAL muodostaa seriiniproteaasien kaskadin, joka käynnistyy endotoksiinin hivenpitoisuuksien vaikutuksesta ja huipentuu reaktion päätteeksi geelihyytymään. C-tekijä, joka on tavallisesti zymogeeni, on tämän hyytymiskaskadin alkuunpanijana. In vivo C-tekijä on täydellinen biosensori, joka hälyttää hevosenkenkäravun gramnegatiivisen hyökkääjän läsnäolosta. Hemostaattinen päätepiste vangitsee tunkeutujan, tappaa sen ja rajoittaa infektion jatkumista. LAL:n herkkyys ja spesifisyys endotoksiinille sekä hevosenkengän rapujen hupeneva tarjonta asettavat kuitenkin biotekniikkateollisuudelle yhä suurempia haasteita, koska se on in vitro endotoksiinin havaitsemisväline. Tämän vuoksi on ollut tarpeen kehittää vaihtoehtoinen endotoksiinitesti. Näin ollen C-tekijästä tuli ilmeinen, vaikkakin hankala kohde rekombinanttiteknologiapyrkimyksille. Tässä luvussa dokumentoidaan uhanalaisen lajin luonnollisen verilysaatin louhinnan takapajusta geenitekniikan monumentaalisiin ponnisteluihin rekombinanttitekijä C:n (rFC) tuottamiseksi. RFC on 132 kDa:n molekyyli, joka tuotettiin proentsyyminä, joka indusoituu endotoksiinin hivenpitoisuuksien läsnäollessa. RFC muodostaa perustan PyroGene-pakkaukselle, joka on uusi mikroentsymaattinen endotoksiinin diagnostinen määritys endotoksiinin korkean läpimenon seulontaan. Lonza Inc. on kehittänyt rFC:n avulla ”PyroSense”-testin, joka toimii bioteknologian tuotantolinjan tarkastuspisteenä. Näin ollen kloonauksesta kaupallisiin sovelluksiin rFC on aloittanut uuden aikakauden endotoksiinitestauksessa biolääketieteellisten tuotteiden laadunvarmistuksessa ja terveydenhuoltoteollisuudessa samalla kun se on säästänyt uhanalaisia hevosenkengän rapuja.