Articulo de referencia

lisado de amebocitos de Limulus

cangrejo herradura del Atlántico Limulus polyphemus El lisado de amebocitos de Limulus ( LAL ) es un extracto acuoso de células sanguíneas móviles ( amebocitos ) del cangrejo he...

cangrejo herradura del Atlántico Limulus polyphemus

El lisado de amebocitos de Limulus ( LAL ) es un extracto acuoso de células sanguíneas móviles ( amebocitos ) del cangrejo herradura del Atlántico Limulus polyphemus . El LAL reacciona con endotoxinas bacterianas como los lipopolisacáridos (LPS), que son componentes de la cápsula bacteriana , la membrana más externa de la envoltura celular de las bacterias gramnegativas . Esta reacción es la base de la prueba LAL , ampliamente utilizada para la detección y cuantificación de endotoxinas bacterianas .

En Asia, ocasionalmente se utiliza en su lugar una prueba similar de lisado de amebocitos de Tachypleus ( TAL ) basada en los cangrejos herradura locales Tachypleus gigas o Tachypleus tridentatus . [ 1 ] El ensayo del factor C recombinante (rFC) es un reemplazo de LAL y TAL basado en una reacción similar. [ 2 ]

Fondo

El investigador médico estadounidense Fred Bang informó en 1956 que las bacterias gramnegativas, incluso muertas, provocan que la sangre del cangrejo herradura se convierta en un gel , una especie de masa semisólida . Posteriormente se reconoció que las células sanguíneas del animal, células móviles llamadas amebocitos , contienen gránulos con un factor de coagulación conocido como coagulógeno ; este se libera fuera de la célula cuando se encuentran endotoxinas bacterianas. Tras la coagulación y la posterior gelificación , se cree que el gel resultante contiene las infecciones bacterianas en el sistema circulatorio semicerrado del animal . [ 3 ] El análisis moderno del lisado ha permitido comprender este sistema en cascada, donde múltiples enzimas trabajan en secuencia para producir el gel. El punto de entrada de la coagulación inducida por endotoxinas es el factor de coagulación C de Limulus. [ 4 ]

En 1977, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó la prueba LAL para analizar medicamentos, productos y dispositivos que entran en contacto con la sangre. Antes de esa fecha, se utilizaba para este fin una prueba mucho más lenta y costosa realizada en conejos . [ 5 ]

Los cangrejos herradura se recolectan y se extrae la sangre del pericardio del cangrejo herradura ; algunos cangrejos se devuelven al agua, mientras que otros se venden para ser consumidos o utilizados como cebo. Las empresas que extraen LAL de los cangrejos herradura declararon antes de 2008 que las tasas de mortalidad eran inferiores al 3%. [ 6 ] Un estudio de 2009 de la División de Pesca Marina de Massachusetts declaró que estudios anteriores encontraron una mortalidad del 5 al 15% para los machos y una estimación del 29% para las hembras. El estudio en sí encontró un 22% para las hembras devueltas inmediatamente al agua y un 30% para las hembras mantenidas durante la noche para representar la práctica comercial. [ 7 ] Las células sanguíneas se separan del suero mediante centrifugación y luego se colocan en agua destilada, lo que hace que se hinchen y se rompan ("lisis"). Esto libera los químicos del interior de la célula (el "lisado"), que luego se purifica y liofiliza . Para analizar una muestra en busca de endotoxinas, se mezcla con lisado y agua; Las endotoxinas están presentes si se produce coagulación. [ 8 ]

La prueba LAL

Existen tres metodologías básicas: gel-coagulación , turbidimétrica y cromogénica . La principal aplicación de la LAL es el análisis de fármacos parenterales y dispositivos médicos que entran en contacto con sangre o líquido cefalorraquídeo . En Estados Unidos, la FDA ha publicado una guía para la validación de la prueba LAL como prueba de endotoxinas para dichos productos. [ 9 ]

La cascada LAL también se activa por el (1,3)-β-D-glucano , a través de un factor G diferente. Tanto las endotoxinas bacterianas como el (1,3)-β-D-glucano se consideran patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), sustancias que desencadenan respuestas inflamatorias en mamíferos . [ 10 ]

Superar la inhibición y potenciar

Uno de los aspectos que más tiempo consume en las pruebas de endotoxinas mediante LAL es el pretratamiento de las muestras para superar la inhibición del ensayo que puede interferir con la prueba LAL y afectar la recuperación de endotoxinas. Si el producto que se está probando provoca una recuperación de endotoxinas menor a la esperada, se considera un inhibidor de la prueba LAL. Los productos que provocan valores mayores a los esperados se consideran potenciadores. La FDA exige superar las propiedades de inhibición y potenciación de un producto como parte de la validación de la prueba LAL para su uso en las pruebas de liberación final de inyectables y dispositivos médicos. Se debe comprobar una recuperación adecuada de endotoxinas antes de que se pueda utilizar LAL para la liberación del producto. [ 11 ]

Alternativas

Ensayo del factor C recombinante

La prueba LAL es una fuente importante de dependencia de productos de origen animal en la industria biomédica y un desafío para las Tres R de la ciencia en relación con el uso de animales en las pruebas. Ante los informes de tasas de mortalidad superiores a las previstas [ 7 ], se ha considerado más ético idear alternativas a la prueba. [ 12 ] Desde 2003, se comercializa un sustituto de proteína recombinante para su uso en la prueba LAL. Denominado ensayo de factor C recombinante (rFC), se basa en la misma proteína del factor de coagulación C de Limulus , pero se produce mediante células de insectos modificadas genéticamente (la secuencia específica del factor C utilizada no necesariamente proviene del cangrejo herradura del Atlántico). [ 5 ]

En lugar de emular toda la vía de coagulación, las pruebas rFC permiten que el factor C escinda un sustrato fluorogénico sintético , de modo que la muestra se ilumina cuando la endotoxina activa el factor. Dado que no contiene factor G, el (1,3)-β-D-glucano no causará falsos positivos . Hasta 2018, la evidencia disponible muestra que la prueba rFC no es peor que la prueba LAL. [ 13 ]

La adopción de la prueba rFC fue lenta, situación que comenzó a cambiar en 2012 cuando la FDA de EE. UU. y el Ministerio de Salud europeo la reconocieron como una alternativa aceptada. Su falta de mención en las farmacopeas siguió siendo un problema, ya que no existía un buen estándar para realizar la prueba en la producción. [ 13 ] En 2016, se añadió a la Farmacopea Europea . [ 5 ] Una patente sobre rFC también limitó su adopción hasta su vencimiento en 2018. [ 13 ]

El 1 de junio de 2020, la Farmacopea de los Estados Unidos (USP) decidió cancelar la propuesta de incluir la tecnología recombinante para la detección de endotoxinas en el capítulo 85, Endotoxinas bacterianas , e iniciar el desarrollo de un capítulo aparte que amplíe el uso, la validación y la comparabilidad de las pruebas de endotoxinas basadas en reactivos derivados de la tecnología recombinante. La USP propuso un capítulo aparte, el 1085.1, únicamente con fines orientativos, aunque los comentarios y las opiniones publicadas el 11 de diciembre de 2020 muestran que las compañías farmacéuticas y la FDA no apoyaron este capítulo y solicitaron su inclusión en la farmacopea. [ 14 ]

En respuesta, la USP desarrolló posteriormente el Capítulo General <86>, Prueba de Endotoxinas Bacterianas con Reactivos Recombinantes, que establece los requisitos farmacopeicos para la prueba de endotoxinas utilizando reactivos no derivados de animales, como el factor C recombinante (rFC). El Capítulo <86> se oficializó en la USP-NF en mayo de 2025, estableciendo el rFC como una alternativa reconocida farmacopeicamente a la prueba de lisado de amebocitos de Limulus. [ 15 ]

Prueba de activación de monocitos

La prueba de activación de monocitos (MAT) es otro método propuesto para detectar endotoxinas basado en monocitos de sangre humana . Mide la liberación de citocinas por parte de estos debido a la presencia de pirógenos , replicando básicamente el proceso por el cual estas toxinas causan fiebre en humanos (y conejos, como en la prueba de pirógenos original). [ 16 ] En la Farmacopea Europea se describe un protocolo para la prueba MAT, utilizando células cultivadas. [ 17 ]

Un estudio reciente que empleó monocitos modificados genéticamente logró mejorar significativamente la sensibilidad de los ensayos de detección basados ​​en monocitos, reduciendo el tiempo de finalización del ensayo de más de 20 horas a 2-3 horas. [ 18 ]

Véase también

Referencias

  1. Sheng J, Zhou J, Peng Y, Zhu Z, Chen L (1 de enero de 2006). "Uso de la prueba de lisado de amebocitos taquipléjicos en reacciones transfusionales" . Revista china de nosocomiología (en chino) (8).
  2. "Fabricantes de pruebas de endotoxinas y conservación" . www.horseshoecrab.org . Consultado el 10 de marzo de 2020 .
  3. Greer S. "Frederik Bang" . Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg . Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg.
  4. Iwanaga S (mayo de 2007). "Principio bioquímico de la prueba de Limulus para la detección de endotoxinas bacterianas" . Actas de la Academia Japonesa. Serie B, Ciencias Físicas y Biológicas . 83 (4): 110– 9. Bibcode : 2007PJAB...83..110I . doi : 10.2183 / pjab.83.110 . PMC 3756735. PMID 24019589 .  
  5. 1 2 3 Zhang S (9 de mayo de 2018). "Los últimos días de la cosecha de sangre azul" . The Atlantic . Recuperado el 15 de mayo de 2018 .
  6. "Crash: Una historia de dos especies: Las ventajas de la sangre azul" . PBS. 10 de junio de 2008.
  7. 1 2 Leschen AS, Correia SJ (marzo de 2010). "Mortalidad en cangrejos herradura hembra (Limulus polyphemus) por sangrado biomédico y manipulación: implicaciones para la gestión pesquera" (PDF) . Marine and Freshwater Behaviour and Physiology . 43 (2): 135– 47. Bibcode : 2010MFBP...43..135L . doi : 10.1080/10236241003786873 . S2CID 35152647. Archivado del original (PDF) el 14 de junio de 2010. 
  8. "Historia de Limulus y la endotoxina" . Laboratorio de Biología Marina . Archivado del original el 28 de octubre de 2008.
  9. "Guía para la industria: Pruebas de pirógenos y endotoxinas: Preguntas y respuestas" . Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Archivado del original el 26 de septiembre de 2012. Consultado el 5 de marzo de 2019 .
  10. Sandle T (agosto de 2013). "Impurezas de productos farmacéuticos: considerando los betaglucanos" . American Pharmaceutical Review . 16 (5 Suplemento S1): 16–19 .
  11. Williams KL, ed. (2007). Endotoxinas, pirógenos, pruebas LAL y despirogenación (3.ª ed.). Nueva York: Informa Healthcare. pág. 342. ISBN   978-1-4200-2059-5. Consultado el 7 de marzo de 2015 . Se debe demostrar la correcta recuperación de endotoxinas antes de que se pueda utilizar LAL para liberar el producto.
  12. Gorman, Richard (2020). "Cangrejos herradura del Atlántico y pruebas de endotoxinas: perspectivas sobre alternativas, métodos sostenibles y las 3R (reemplazo, reducción y refinamiento)" . Frontiers in Marine Science . 7. doi : 10.3389/fmars.2020.582132 . ISSN 2296-7745 . PMC 7612741. PMID 35591980 .   
  13. 1 2 3 Maloney T, Phelan R, Simmons N (octubre de 2018). "Salvando al cangrejo herradura: una alternativa sintética a la sangre del cangrejo herradura para la detección de endotoxinas" . PLOS Biology . 16 (10) e2006607. doi : 10.1371/journal.pbio.2006607 . PMC 6200278. PMID 30312293 .  
  14. "Capítulo general <1085.1> Uso de reactivos recombinantes en la prueba de endotoxinas bacterianas: métodos fotométricos y fluorométricos con reactivos derivados de forma recombinante" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 31 de enero de 2021.
  15. "Entra en vigor el capítulo general <86> de la USP–NF sobre la prueba de endotoxinas bacterianas con reactivos recombinantes" . Archivado del original el 1 de junio de 2025.
  16. "Métodos alternativos de análisis de endotoxinas" . www.horseshoecrab.org .
  17. "Prueba de activación de monocitos: de la validación a las pruebas de laboratorio GMP" . American Pharmaceutical Review .
  18. Seumen, Clovis HT; Tomasiunaite, Urte; Legler, Daniel F.; Hauck, Christof R. (2021). "La eliminación de la retroalimentación negativa en la señalización TLR permite la detección rápida e hipersensible de contaminantes microbianos" . Scientific Reports . 11 (1): 24414. Bibcode : 2021NatSR..1124414S . doi : 10.1038/ s41598-021-03618-9 . PMC 8709846. PMID 34952917 .  
  • horsehoecrab.org
  • Actualización de LAL
  • Producto para la detección de endotoxinas archivado el 14 de julio de 2010 en Wayback Machine.
  • Directrices de la FDA de 1987 para la prueba LAL
  • Reactivos de prueba LAL