Endotoxindetektion – från limulus amöbocytlysat till rekombinant faktor C

Gramnegativt bakterieendotoxin är ett biologiskt pyrogen som orsakar feber vid intravenös tillförsel. Endotoxinet, även känt som lipopolysackarid (LPS), finns i det yttre membranet hos gramnegativa bakterier. Under gramnegativ sepsis stimulerar endotoxin värdmakrofagerna att frisätta inflammatoriska cytokiner. Överdriven inflammation orsakar dock multipel organsvikt och död. Endotoxiner, som är allestädes närvarande patogena molekyler, är ett problem för läkemedelsindustrin och hälso- och sjukvården. Tidig och känslig upptäckt av endotoxin är därför avgörande för att förhindra endotoxemi. Limulus amöbocytlysat (LAL) har använts i stor utsträckning i cirka 30 år för att upptäcka endotoxin vid kvalitetssäkring av injicerbara läkemedel och medicintekniska produkter. LAL utgör en kaskad av serinproteaser som utlöses av spår av endotoxin och som kulminerar i en gelpropp i slutet av reaktionen. Faktor C, som normalt finns som en zymogen, är primer i denna koagulationskaskad. In vivo är faktor C den perfekta biosensorn som varnar hästskoskrabban för närvaron av en gramnegativ inkräktare. Den hemostatiska slutpunkten fångar inkräktaren, dödar den och begränsar ytterligare infektion. Som ett verktyg för endotoxindetektion in vitro innebär dock variationerna i LAL:s känslighet och specificitet för endotoxin och den minskande tillgången på hästskoskrabbor en allt större utmaning för den biotekniska industrin. Detta har gjort det nödvändigt att utveckla ett alternativt test för endotoxin. Factor C blev därför det uppenbara, om än knepiga, målet för den rekombinanta tekniken. I det här kapitlet dokumenteras den bakåtsträvande processen med att utvinna det naturliga blodlysatet från den utrotningshotade arten till den monumentala satsningen på genteknik för att framställa rekombinant faktor C (rFC). RFC är en 132 kDa-molekyl som producerades som ett proenzym som kan induceras av närvaron av spår av endotoxin. RFC utgör grunden för ”PyroGene”-satsen, som är en ny mikroenzymatisk endotoxindiagnostisk test för screening av endotoxin med hög genomströmning. Med hjälp av rFC har Lonza Inc. skapat ”PyroSense” som fungerar som kontrollpunkter i den biotekniska produktionslinjen. Från kloning till kommersiella tillämpningar har rFC således inlett en ny era inom endotoxintestning för kvalitetssäkring av biomedicinska produkter och för hälso- och sjukvårdsindustrin, samtidigt som de utrotningshotade hästskoskrabborna har skonats.