Orientador: Sonia Maria Alves Bueno

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: As imunoglobulinas G (IgG) e seus fragmentos Fab, F(ab)¿2 e Fv apresentam aplicações proeminentes nas áreas terapêuticas e de diagnósticos. Em determinadas situações em que a região Fc é dispensável e/ou deletéria, emprega-se preferencialmente fragmentos em relação à IgG não clivada. Tais...

Resumo: As imunoglobulinas G (IgG) e seus fragmentos Fab, F(ab)¿2 e Fv apresentam aplicações proeminentes nas áreas terapêuticas e de diagnósticos. Em determinadas situações em que a região Fc é dispensável e/ou deletéria, emprega-se preferencialmente fragmentos em relação à IgG não clivada. Tais aplicações requerem um elevado grau de pureza dessas biomoléculas. O elevado custo de obtenção de fragmentos pelas técnicas convencionais justifica a investigação de outras que possam proporcionar a obtenção dessas proteínas, combinando um menor custo com um elevado grau de pureza. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a eficácia dos adsorventes agarose-CM-Asp-Ni(II), agarose-CM-Asp-Co(II), agarose-CM-Asp-Cu(II) e agarose-CM-Asp-Zn(II) na purificação dos fragmentos Fab de IgG humana policlonal, a partir de uma solução de IgG clivada pela enzima papaína. O efeito do sistema tamponante, do íon metálico e do cloreto de sódio foram avaliados. A seletividade das condições cromatográficas foi avaliada por eletroforese SDS-PAGE, Western Blotting e imunodifusão radial. Os resultados indicaram que nas cromatografias conduzidas com o quelato CM-Asp-Co(II) com Hepes e Tris-HCl, na ausência de sal, os fragmentos Fab foram obtidos separados do Fc nas frações de eluição. Nas cromatografias em CM-Asp-Ni(II) com Hepes e fosfato de sódio na presença de NaCl e em CM-Asp-Cu(II) com Tris-HCl e fosfato de sódio na presença de NaCl, a biomolécula alvo foi obtida seletivamente nas frações não retidas (cromatografia negativa). Nas cromatografias em CM-Asp-Zn(II) não houve a recuperação seletiva dos fragmentos Fab. Os resultados das curvas de ruptura com os quelatos CM-Asp-Ni(II), CM-Asp-Co(II) e CM-Asp-Cu(II) revelaram a recuperação de 3,4 mg, 17,1 mg e 8,6 mg de Fab, respectivamente. Os fragmentos Fab foram obtidos com pureza superior a 90%, sendo que para o ligante CM-Asp-Cu(II), segundo o western blot, os fragmentos Fab foram separados da IgG não clivada. Os resultados obtidos nas condições cromatográficas estudadas evidenciam a potencialidade do emprego dos quelatos CM-Asp-Ni(II), CM-Asp-Co(II) e CM-Asp-Cu(II), imobilizados em agarose, para purificação de fragmentos Fab obtidos da clivagem enzimática da IgG humana policlonal

Abstract: Immunoglobulins G (IgG) and their fragments Fab, F(ab)¿2 and Fv are prominently applied as therapeutic and diagnostic tool. Fragments are preferably used rather than the uncleaved IgG, specially when the Fc portion is dispensable or prejudicial. For the mentioned applications, high purity...

Abstract: Immunoglobulins G (IgG) and their fragments Fab, F(ab)¿2 and Fv are prominently applied as therapeutic and diagnostic tool. Fragments are preferably used rather than the uncleaved IgG, specially when the Fc portion is dispensable or prejudicial. For the mentioned applications, high purity preparations are required. The high costs associated with the conventional downstream processing of these biomolecules is the driving force to investigate purification techniques that can combine lower cost with high purification factor. Therefore, the goal of this work is to evaluate and compare the efficiency of CM-Asp-Ni(II), CM-Asp-Co(II), CM-Asp-Cu(II) and CM-Asp-Zn(II) adsorbents in the purification of Fab fragments from papain-digested human IgG. The effects of buffers, metal-ion and NaCl addition were also studied. The adsorbent/buffer selectivity towards the targeted molecule was evaluated by SDS-PAGE, Western Blotting and radial immunodiffusion assays. Chromatography with CM-Asp-Co(II) as chelated using Hepes and Tris-HCl buffers resulted in Fab recovery in the elution fractions. Whereas the chromatography with CM-Asp-Ni(II) and CM-Asp-Cu(II) both as chelated using Hepes sodium phosphate buffers with NaCl addition resulted in Fab selective recovery in non-retained fractions (negative chromatography). The adsorbent CM-Asp-Zn(II) did not show Fab selective recovery. Breakthrough curves experiments with CM-Asp-Ni(II), CM-Asp-Co(II) e CM-Asp-Cu(II) showed recovery of 3.4 mg, 17.1 mg and 8.6 mg of Fab, respectively. Fab fragments were recovered with purity higher than 90%. When chelated CM-Asp-Cu(II) was use as ligand, Fab fragments were recovery separated from intact IgG as shown in western blot. Results obtained in the chromatographic conditions studied showed the potential use of CM-Asp-Ni(II), CM-Asp-Co(II) and CM-Asp-Cu(II) immobilized in agarose for the purification of Fab fragments from cleaved human polyclonal IgG