Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T05:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MarianaBorsoi_D.pdf: 5252506 bytes, checksum: b9eb50542c7fa4e04b6b4c83526b4ccc (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As imunoglobulinas do isotipo G (IgG) são usadas enOlmemente em aplicações terapêuticas e são requeridas, usualmente, com um elevado grau de pureza. V álias técnicas cromatográficas vêm sendo investigadas para a purificação de IgG a partir do plasma humano. Neste trabalho, investigou-se o efeito dos agentes quelantes ácido iminodiácetico (IDA), ácido aspártico carboxi-metilado (CM-Asp) e TIis-2(aminoetil)amina (TREN) na purificação de IgG a partir do plasma humano utilizando a técnica de cromatografia de afinidade com os íons metálicos imobilizados em membranas de fibras ocas. Para tanto, foram realizados experimentos de adsorção em diferentes sistemas tamponantes em membranas de álcool de poli(etileno) vinílico (PEV A) finamente c011adas e em módulos de filtração derivatizados com IDA, TREN e CM-Asp, utilizando-se os íons metálicos níquel e cobre. A seletividade dos adsorventes foi verificada por eletroforese SDS-P AGE e análise nefelométrica. As melhores condições de purificação foram encontradas utilizando-se as membranas PEV A-CM-Asp-Ni(II) em módulo de filtração, em presença do tampão TrisHCI 25 mM pH 7,0 e eluição por acréscimo da concentração de TIis, sendo obtida IgG com aproximadamente 90% de pureza. As membranas de PEV A-CM-Asp-Ni(II) em módulos de filtraçã? apresentaram melhor seletividade, segundo eletroforese SDS-P AGE, e capacidade dinâmica de adsorção maior comparadas às membranas finamente cortadas (capacidade média de adsorção: 53,0 e 7,7 mg de IgG pOT g seca de membrana, respectivamente). O modelo de LangmUir ajustou-se às isotermas de adsorção, à temperatura ambiente, mostrando alta capacidade de adsorção para os sistemas PEV A-IDA-Ni(II) e PEV A-CM Asp-Ni(II) (204,6 e 302,3 mg/g seca de membrana, respectivamente) e constantes de dissociação característica de sistemas de média afinidade (6, I e 10,1 x 10-6 M, respectivamente). A análise dos parâmetros termodinâmicos encontrados para o sistema modelo PEV A-IDA-Ni(II)-IgG, indicaram a complexidade das interações, indicando a existência de interações hidrofóbicas, eletrostáticas e de ligações de coordenação. Neste trabalho, conseguiu-se purificar IgG a partir do plasma humano em! uma única etapa, utilizando-se a técnica da cromatografia em membranas de afinidade, demonstrando a alta potencialidade da utilização do método desenvolvido em processos industriais / Abstract: The use of immunoglobulin G (lgG) in therapeutic applications has growing vastly and it is used in the treatment of a growing number of indications. Several chromatographic techniques have been investigated for IgG purification. In this work, we investigated the effect of the chelators iminodiacetic acid (IDA), carboxymethylaspartate acid (CM-Asp) and Tris-2(aminoethyl)amine (TREN) for IgG purification, from human plasma using Immobilized Metal-ion Affinity Chromatography (IMAC) technique using hollow fibers membranes as support to the chromatographic experiments. For that, adsorption experiments were done, using different buffers systems, on filtration module and on finely cut poly(ethylene) vinyl alcohol (PEV A) membranes containing chelators IDA, TREN and CM-Asp with the metallic ions nickel and copper. The adsorbent selectivity was verified through electrophoresis SDS-PAGE and nefelometric analysis. Best purification conditions were found with PEV A-CM-Asp-Ni(ll) filtration module in the presence of 25 mM Tris HCI pH 7.0 and elution by increasing Tris concentration. In this case, it was possible to obtain IgG with approximately 90% of purity. According to electrophoresis SDS-P AGE and nefelometric analysis, PEV A-CM-Asp-Ni(ll) filtration modules showed better selectivity and superior adsorption dynamic capacity for IgG than those obtained by finely cut membranes (medium adsorption capacity: 53.0 and 7.7 mg of IgG /g of dry membrane, respectively). Lagmüir model adjusted to adsorption isotherms at room temperature (250 C), showed high adsorption capacity for PEV A-IDA-Ni(ll) and PEV A-CM-Asp-Ni(ll) systems (204.6 and 302.3 mg/g dry of membrane, respectively) and showed dissociation constants characteristic of medium affinity systems (6.1 and 10.1 x 10-6 M, respectively). The thermodynamic parameters analysis obtained for PEV A-IDA-Ni(ll)-lgG system indicated the complexity of the interactions, and the existence of hydrophobic and electrostatics interaction besides the coordination bound. In this work, we could purify IgG from human plasma in a single stage, using the affinity chromatographic membranes technique, allowing in this way, the treatment of great volumes per unit of time, showing the high potentiality of this method in industrial processes / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores : Sonia Maria Alves Bueno, Ricardo de Lima Zollner / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_IsaSantos_D.pdf: 749498 bytes, checksum: 83d66753c75e7828fd4a8b858aecf473 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A alergia é uma enfermidade do sistema imunológico que afeta aproximadamente de 20 a 30% da população mundial. Dentre as reações alérgicas, a reação de hipersensibilidade imediata é mediada pelas imunoglobulinas E (IgE). Os indivíduos geneticamente predispostos a manifestar reações por hipersensibilidade imediata e polissensibilizados aos alérgenos ambientais são considerados atópicos e, geralmente, possuem teores de IgE total até 10.000 vezes mais elevados do que as pessoas não-atópicas. O conhecimento das interações entre a IgE e ligantes de afinidade pode levar ao desenvolvimento de novos tratamentos da hipersensibilidade imediata, por exemplo a terapia de adsorção seletiva através de circulação extracorpórea, assim como ao desenvolvimento de métodos de obtenção de IgE purificada, para aplicação nas áreas de diagnóstico, pesquisa molecular, dentre outras. Os adsorventes empregados na terapia de adsorção seletiva, bem como na purificação de IgE, geralmente são anticorpos anti-IgE imobilizados em agarose, os quais são de alto custo e difícil obtenção. Este trabalho avaliou o desempenho de adsorventes alternativos ao Sepharose-anti-IgE, visando a remoção de IgE total e específica aos ácaros Dermatophagoides pteronyssinus e Blomia tropicalis de amostras plasmáticas e a preparação de soluções enriquecidas em IgE, como uma das etapas do processo de purificação de IgE. Os adsorventes estudados constituíram-se de lectinas (concanavalina A e Lens culinaris), aminas (poli-L-lisina e aminohexil) e o aminoácido D-triptofano, imobilizados em agarose. Dentre eles, o gel agarose-Lens culinaris mostrou-se o mais promissor para aplicação na terapia de adsorção seletiva de IgE e o gel Sepharose-concanavalina A mostrou-se o mais adequado para ser usado na obtenção de soluções enriquecidas em IgE. Experimentos cromatográficos foram realizados visando estabelecer condições experimentais (velocidade superficial, número de passagens de plasma pela coluna, temperatura e razão entre volume de plasma e volume de leito) mais favoráveis à adsorção de IgE em agarose-Lens culinaris. Posteriormente, essas condições foram utilizadas nos experimentos de simulação in vitro de circulação extracorpórea, nos quais o gel agarose-Lens culinaris removeu de 40,7 a 42,8% de IgE¿s total e específicas. A obtenção da solução enriquecida em IgE foi realizada por meio de duas etapas cromatográficas, empregando-se os princípios de afinidade (colunas agarosejacalina e Sepharose-concanavalina A) e de exclusão por tamanho (permeação em gel). A solução final enriquecida em IgE obtida, continha como principais impurezas, IgA e IgG. Como resultado das duas etapas, 36,6% de IgE foi recuperada e o fator de enriquecimento em IgE, em relação a IgA, IgG, IgM e albumina, foi de 75,8. Apesar do gel Sepharose-anti- IgE apresentar desempenho melhor tanto na remoção quanto na purificação de IgE, os adsorventes agarose-Lens culinaris e Sepharose-concanavalina A apresentam custos mais atrativos / Abstract: Allergy is a disorder of the imune system, affecting approximately 20%-30% of the general population. Among allergic reactions, immediate hypersensitivity is mediated by immunoglobulin E (IgE). Individuals that have a genetic predisposition for responses to immediate hypersensitivity are named atopic and generally have elevated serum IgE concentration, up to 10,000-fold higher than in the normal population. The knowledge of the interactions between IgE and affinity ligands may lead to the development of new methods of treatment for immediate hypersensitivity, for example, IgE selective adsorption therapy through extracorporeal circulation, as well as to new methods for obtaining purified IgE, which is employed in diagnostic and in molecular research. The adsorbents employed in IgE selective adsorption therapy, as well as in IgE purification, are usually antibodies anti-IgE immobilized on agarose, which have high costs and are difficult to obtain. This work assessed the performance of adsorbents (alternative to Sepharose-anti-IgE) for the removal of total IgE and IgE specific for the airbone allergens Dermatophagoides pteronyssinus and Blomia tropicalis from plasma samples, as well as in the production of IgE enriched solutions, considered as a step of IgE purification. The adsorbents studied were lectins (concanavalina A and Lens culinaris), amines (poli-L-lisina e aminohexil) and the aminoacid D-tryptophan, all of them immobilized on agarose. Among them, Lens culinaris-agarose showed the best performance for IgE selective adsorption therapy, and Sepharose¿concanavalin A was considered the most appropriate for the production of IgE enriched solutions. Chromatographic experiments were accomplished in order to determine operating conditions (superficial velocity, number of times the plasma passed through the column, temperature, and ratio of plasma volume to bed volume) more favorable to IgE adsorption on Lens culinaris-agarose. The selected conditions were utilized in in vitro simulation assays of extracorporeal circulation, in which the Lens culinaris-agarose removed from 40.7% to 42.8% of total and specific IgE. The production of IgE enriched solutions was carried out with two chromatographic steps, employing affinity (columns jacalin-agarose and Sepharose-concanavalin A) and size exclusion (gel permeation) principles. The IgE enriched final solution contained IgA and IgG as the major impurities. As a result of both steps, 36.6% of IgE was recovered and the IgE enrichement number concerning IgA, IgG, IgM, and albumin was 75.8. Despite Sepharose-anti-IgE has better performance in removal and purification of IgE, Lens culinaris-agarose and Sepharose-concanavalin A adsorbents have more attractive costs / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutora em Engenharia Quimica