Endotoxinas : O que são e suas consequências no setor industrial

Endotoxina bacteriana ou lipopolissacarídeo (LPS) é uma molécula que se encontra abundantemente na membrana externa das bactérias gram-negativas. No entanto, a endotoxina é um contaminante comum de produtos médicos derivados de bactérias. Sua presença pode provir de componentes intrínsecos do processo de fabricação ou de contaminação acidental do produto.

Continue lendo abaixo

Descrição Geral

ENDOTOXINAS: O QUE SÃO E SUAS CONSEQUÊNCIAS NO SETOR INDUSTRIAL

Endotoxina bacteriana ou lipopolissacarídeo (LPS) é uma molécula que se encontra abundantemente na membrana externa das bactérias gram-negativas. No entanto, a endotoxina é um contaminante comum de produtos médicos derivados de bactérias. Sua presença pode provir de componentes intrínsecos do processo de fabricação ou de contaminação acidental do produto.

A endotoxina pode causar choque endotóxico ou séptico, lesão tecidual e até morte. No entanto, os processos inflamatórios que podem levar a febre, vômitos, diarreia, alterações na contagem de leucócitos e hipertensão arterial são consequências mais comuns quando consumida junto com algum produto contaminado. Assim, a remoção dessas endotoxinas antes da liberação de produtos é, portanto, necessária para evitar doenças no receptor de um medicamento, por exemplo.

O QUE SÃO AS ENDOTOXINAS?

Trata-se de um lipopolissacarídeo (LPS), ou seja, uma forma de um açúcar. É uma substância tóxica ligada à parede celular das bactérias gram-negativas. Antigamente, acreditava-se que as endotoxinas se libertavam quando a bactéria morria. No entanto, atualmente tem-se a certeza de que a bactéria liberta pequenas quantidades de endotoxinas como parte do seu metabolismo normal, ainda que a maior parte se mantenha retida dentro da célula.

Os LPS têm a estrutura dividida em três principais componentes: o antígeno O, um núcleo composto por um oligossacárido e o lipídio A. O primeiro componente é chamado de antígeno porque é um receptor de reconhecimento para o hospedeiro ou para a resposta imunitária humana. O antígeno O consiste numa sequência repetitiva de glicanos. Esta sequência é variável e produz diferentes tipos de antígenos O. A saber, existem aproximadamente 160 tipos conhecidos unicamente da bactéria E. coli.

O domínio do núcleo dos LPS contém várias cadeias de açúcares além de componentes não glicídicos, enquanto a molécula do lipídio A é o componente menos variável dos LPS. Esta molécula adere os LPS à parede celular. Quando a parede celular se degrada, o lipídio A liberta-se da parede bacteriana e torna-se o componente responsável pelos efeitos tóxicos e inflamatórios dos LPS sobre o corpo humano.

ENDOTOXINA NOS PROCESSOS PRODUTIVOS

Uma das maiores preocupações na indústria alimentícia, cosmética e biofarmacêuticas de um modo geral é o problema da contaminação por endotoxinas (LPS). Conhecidas também como pirogênio exógeno, é capaz de gerar quadros inflamatórios a saúde humana se seus níveis não estiverem dentro dos padrões estabelecidos .

O controle de endotoxinas deve ocorrer desde a água de formulação até o produto acabado. Por esta razão, a utilização de materiais apirogênicos deve ser prioridade nos processos de produção.

São contaminantes frequentes em soluções aquosas/fisiológicas e produtos obtidos pela tecnologia de ADN recombinante em modelo bacteriano. Devido a seus efeitos biológicos in vivo e in vitro, sua detecção e remoção são essenciais para a administração parenteral segura dos produtos injetáveis, principalmente.

PROCESSOS DE INATIVAÇÃO E REMOÇÃO DA ENDOTOXINA

A endotoxina é notoriamente resistente à destruição pelo calor, dessecação, pH extremos e vários tratamentos químico. Por isso, a validação do processo para sua destruição ou remoção na produção é um fator primordial para o fabricante.

Os métodos tradicionais aplicados nas indústrias, como esterilização em autoclaves ou a ultrafiltração, têm pouco efeito na eliminação da endotoxina. A melhor alternativa atual é a despirogenização em forno, à temperatura de 250ºC por 30 minutos ou 180ºC por 3 horas.

A inativação pode ser obtida pela detoxificação da molécula de LPS usando tratamentos químicos que quebrem pontes lábeis ou bloqueiem sítios necessários à atividade pirogênica: hidrólise ácida, oxidação com peróxido de hidrogênio, hipoclorito de sódio, periodato de sódio, permanganato de potássio diluído, alquilação com anidrido acético e succínico, ou mesmo óxido de etileno. Outros processos que levam à inativação de endotoxinas são: tratamento por calor seco, radiação ionizante e tratamento com o antibiótico polimixina B.

Hidrólise Ácido-base

A hidrólise ácida ocorre na ligação do lipídeo A com o núcleo de polissacarídeos separando o lipídeo A do restante da molécula. Quando isolado é insolúvel em meio aquoso tem sua atividade pirogênica reduzida ou eliminada.

Oxidação

O peróxido de hidrogênio é efetivo na eliminação do pirogênio da Água Estéril para Injeção USP, solução salina normal e salina dextrose, com vantagem adicional da ausência de peróxidos em seu final. O processo é dependente do tempo, pH e concentração. Existem outros agentes oxidantes a serem citados, como ácido hipoclorito, ácido periódico, permanganato de potássio diluído, neutro, ácido nítrico, dicromato e dióxido de selênio.

Alquilação

O tratamento de endotoxinas com agentes alquilantes, como anidrido acético e succínico, promove redução de atividade pela acetilação e succinilação, respectivamente. O óxido de etileno é um forte agente alquilante com ação eficaz na destruição de endotoxinas. Este tipo de esterilização é usada para materiais que são sensíveis ao calor e à umidade, além de outras preparações termolábeis, como antibióticos e outros medicamentos.

Tratamento por Calor Seco

Usado para materiais resistentes à temperatura, a inativação ocorre pelo tratamento de calor seco obtido em estufas ou túneis de convecção, condução ou irradiação (Infravermelho). O método padrão é de exposição a não menos de 250 °C, por não menos que 30 minutos, sendo o mecanismo de inativação a incineração. O tratamento por calor seco é realizado em estufas específicas para este fim, que funcionam com gás ou eletricidade, controladas por termostato. Entretanto, este tratamento é considerado menos eficaz para matar microrganismos do que o calor úmido.

Polimixina B

A polimixina B é um antibiótico catiônico que pode anular a atividade biológica da endotoxina, embora mais estudos sejam necessários para esclarecer a sua ação.

Radiação Ionizante

Esse método consiste em reduzir a toxicidade das endotoxinas (alterações físicas e biológicas) contudo aumenta a chance de alterações químicas de fármacos e soluções parenterais. Alguns riscos de toxicidade superam o que é benéfico com relação às propriedades do método. A radiação aplicada em produtos farmacêuticos altera as substâncias presentes nos microrganismos ou as que os protegem. A destruição celular, que é irreversível e completa, ocorre através de uma combinação de efeitos da radiação.

Produtos estéreis sejam injetáveis ou não, bem como suas matérias-primas ou materiais envolvidos na fabricação ou embalagem têm por obrigatoriedade a realização do ensaio de endotoxinas bacterianas, uma vez que, os níveis de pirogênio tornaram-se cruciais na liberação de produtos, principalmente, farmacêuticos.

Existem diferentes metodologias in vitro e in vivo relacionadas ao controle de endotoxinas na indústria. Mas é necessário que os processos de inativação, remoção e testes para detecção desse tipo de contaminante sejam cada vez mais eficazes. E principalmente, entender que esses processos trazem um grande benefício à etapa de distribuição de produtos preparados para comércio que acabam por interagir com o corpo humano.

 

Conheça os produtos relacionados:


Referências:

Veja também

 

Pagamento

Comentários

Deixe seu comentário e sua avaliação







- Máximo de 512 caracteres.

Clique para Avaliar


  • Avaliação:
Enviar
Faça seu login e comente.