اندوتوکسین چیست؟

اندوتوکسین چیست؟

اندوتوکسین یک لیپوپلی‌ساکارید (LPS) است که در غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی یافت می‌شود و پس از لیز شدن یا مرگ باکتری آزاد می‌شود. این مولکول یک پیروژن قوی است که می‌تواند پاسخ ایمنی میزبان را از طریق فعال‌سازی گیرنده‌های Toll-like receptor 4 (TLR4) تحریک کند و منجر به ترشح سایتوکاین‌های التهابی مانند TNF-α و IL-6 شود. در دوزهای بالا، اندوتوکسین می‌تواند باعث شوک اندوتوکسیک و نارسایی چند عضوی شود. در صنایع داروسازی و پزشکی، کنترل سطح اندوتوکسین در محصولات بیولوژیکی و تجهیزات پزشکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا حتی مقادیر کم آن می‌تواند اثرات شدید در بیماران ایجاد کند.

جهت دریافت خدمات و مشاوره رایگان با نیکوفامد تماس بگیرید.

ویژگی های اندوتوکسین

اندوتوکسین یک لیپوپلی‌ساکارید (LPS) پایدار و مقاوم در برابر حرارت است که در غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی قرار دارد و پس از لیز سلولی آزاد می‌شود. این مولکول از سه بخش اصلی تشکیل شده است: لیپید A که مسئول اثرات سمی و تحریک سیستم ایمنی است، هسته الیگوساکاریدی که ساختار پایداری را فراهم می‌کند، و زنجیره پلی‌ساکاریدی O که تنوع آنتی‌ژنی را ایجاد می‌کند. اندوتوکسین‌ها در آب محلول بوده، در برابر حرارت و مواد ضدعفونی‌کننده مقاوم هستند و به راحتی از طریق روش‌های معمول استریلیزاسیون حذف نمی‌شوند.

این ترکیبات با فعال‌سازی گیرنده TLR4 در سلول‌های ایمنی، تولید گسترده سایتوکاین‌های التهابی مانند TNF-α، IL-1 و IL-6 را تحریک کرده و می‌توانند منجر به تب، التهاب شدید، شوک سپتیک و نارسایی چندعضوی شوند. به دلیل اثرات بالقوه خطرناک، کنترل اندوتوکسین‌ها در صنایع دارویی، زیست‌پزشکی و تولید تجهیزات پزشکی بسیار حیاتی است.

ویژگی های اندوتوکسین

ترکیبات شیمیایی اندوتوکسین ها

اندوتوکسین‌ها از نظر شیمیایی لیپوپلی‌ساکارید (LPS) هستند که در غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی وجود دارند و از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

لیپید A: این بخش هیدروفوبیک است و مسئول اصلی اثرات سمی اندوتوکسین‌ها می‌باشد. لیپید A از یک ساختار

دی‌گلوکزآمین فسفریله‌شده تشکیل شده که به چندین زنجیره اسید چرب متصل است. این بخش در تعامل با گیرنده

TLR4 در سیستم ایمنی ذاتی نقش کلیدی دارد و باعث فعال‌سازی پاسخ التهابی می‌شود.

هسته الیگوساکاریدی: این بخش از چندین واحد هگزوز مانند گلوکز، گالاکتوز و هپتوز همراه با بقایای کربوکسیلات و

فسفات تشکیل شده است که به پایداری ساختار اندوتوکسین کمک می‌کند.

آنتی‌ژن O (زنجیره پلی‌ساکاریدی O): این بخش هیدروفیلیک و متغیر است و از تکرار واحدهای اولیگوساکاریدی

تشکیل می‌شود. ساختار آنتی‌ژن O بین گونه‌های مختلف باکتریایی تفاوت دارد و نقش مهمی در فرار باکتری از سیستم ایمنی میزبان ایفا می‌کند.

ترکیب شیمیایی اندوتوکسین‌ها به آن‌ها پایداری بالا در برابر حرارت و عوامل شیمیایی می‌دهد و حذف آن‌ها از محیط‌های زیستی و دارویی را دشوار می‌سازد.

ترکیبات شیمیایی اندوتوکسین ها

جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با آزمون اندوتوکسین کلیک کنید.

روش های تشخیص اندوتوکسین

تشخیص اندوتوکسین به روش‌های تخصصی و حساس نیاز دارد که در صنایع دارویی، پزشکی و زیستی برای کنترل آلودگی‌های میکروبی به کار می‌روند. آزمون لیزات آمبوسیت لیمولوس (LAL) متداول‌ترین روش است که بر پایه واکنش اندوتوکسین با آنزیم‌های موجود در همولنف خرچنگ نعل‌اسبی انجام می‌شود.

این آزمون شامل سه نوع ژل‌کلات (Gel-Clot) که بر اساس تشکیل لخته است، توربیدیمتری (Turbidimetric) که تغییر کدورت محلول را اندازه‌گیری می‌کند، و کروموژنیک (Chromogenic) که تغییر رنگ ناشی از فعالیت آنزیمی را بررسی می‌کند.

روش پیشرفته‌تر، آزمون فاکتور C نوترکیب (rFC) است که با استفاده از تکنولوژی نوترکیب و بدون نیاز به منابع حیوانی، اندوتوکسین را به‌طور اختصاصی شناسایی می‌کند.

علاوه بر این، روش‌های طیف‌سنجی جرمی (MS)، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و آزمون‌های ایمونولوژیکی مانند ELISA نیز برای تشخیص دقیق و کمی‌سازی اندوتوکسین‌ها در محصولات دارویی و زیستی استفاده می‌شوند. انتخاب روش مناسب بسته به حساسیت مورد نیاز، نوع نمونه و استانداردهای نظارتی انجام می‌شود.

اثرات اندوتوکسین بر بدن

اندوتوکسین‌ها اثرات بیولوژیکی شدیدی بر بدن دارند که عمدتاً از طریق فعال‌سازی سیستم ایمنی ذاتی رخ می‌دهند. لیپید A به عنوان بخش سمی اندوتوکسین، گیرنده TLR4 را در سلول‌های ایمنی فعال کرده و موجب تولید گسترده سایتوکاین‌های التهابی مانند TNF-α، IL-1 و IL-6 می‌شود.

این فرآیند می‌تواند منجر به تب، التهاب سیستمیک، کاهش فشار خون و نارسایی چندعضوی شود. در دوزهای بالا، اندوتوکسین‌ها می‌توانند شوک سپتیک ایجاد کنند که یکی از دلایل اصلی مرگ در بیماران دچار عفونت‌های شدید باکتریایی است.

از دیگر اثرات اندوتوکسین می‌توان به افزایش نفوذپذیری عروق، اختلال در انعقاد خون، کاهش عملکرد قلبی و آسیب به بافت‌های حیاتی مانند کبد و کلیه‌ها اشاره کرد. به دلیل این اثرات مخرب، کنترل اندوتوکسین‌ها در محصولات دارویی و تجهیزات پزشکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

چگونه اندوتوکسین حذف می شود؟

حذف اندوتوکسین از محصولات دارویی، زیستی و تجهیزات پزشکی یک چالش مهم است، زیرا این مولکول‌ها نسبت به حرارت و بسیاری از عوامل شیمیایی مقاوم هستند. روش‌های حذف اندوتوکسین شامل چندین تکنیک پیشرفته می‌شوند:

فیلتراسیون با اولترافیلترها

 استفاده از ممبران‌های با اندازه منافذ نانومتری مانند اولترافیلتراسیون یا نانوفیلتراسیون می‌تواند اندوتوکسین‌ها را از محلول‌های دارویی و بیولوژیکی جدا کند.

کروماتوگرافی تبادلی آنیونی

 اندوتوکسین‌ها به دلیل داشتن بار منفی در pH فیزیولوژیک، توسط رزین‌های آنیونی به دام می‌افتند و از محلول جدا می‌شوند. این روش به‌ویژه برای خالص‌سازی پروتئین‌های نوترکیب و داروهای زیستی کاربرد دارد.

درمان با سورفکتانت‌ها و شوینده‌های خاص

 برخی سورفکتانت‌های غیر یونی مانند تریتون X-114 می‌توانند اندوتوکسین‌ها را در فاز آلی محلول کرده و از فاز آبی جدا کنند.

گرما و اتوکلاو

 اندوتوکسین‌ها در برابر حرارت مقاوم هستند و اتوکلاو به‌تنهایی نمی‌تواند آن‌ها را غیرفعال کند، اما در برخی شرایط حرارت خشک در دمای بالاتر از 250 درجه سانتی‌گراد می‌تواند باعث تخریب آن‌ها شود.

تصفیه با زغال فعال و رزین‌های خاص

 برخی رزین‌های هیدروفوبیک و زغال فعال قابلیت جذب اندوتوکسین‌ها را دارند و در حذف آن‌ها از محیط‌های دارویی و زیستی موثر هستند.

آنزیم‌های اختصاصی تجزیه‌کننده اندوتوکسین

 مطالعات جدید روی آنزیم‌هایی مانند اندوتوکسینازها نشان داده است که می‌توانند ساختار لیپید A را تخریب کرده و سمیت اندوتوکسین را کاهش دهند.

هر یک از این روش‌ها بسته به نوع محصول، میزان حساسیت نمونه و الزامات تنظیمی انتخاب می‌شود تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی فاقد اندوتوکسین و ایمن برای استفاده انسانی است.

آزمایشگاه همکار نیکوفارمد به عنوان یکی از مراکز تخصصی در حوزه کنترل کیفیت دارویی و تجهیزات پزشکی، آزمون اندوتوکسین با روش لیزات آمبوسیت لیمولوس (LAL) را با دقت و حساسیت بالا انجام می‌دهد. این آزمایشگاه با بهره‌گیری از مدرن‌ترین تجهیزات و استانداردهای بین‌المللی، حضور اندوتوکسین در محصولات دارویی، فرآورده‌های زیستی و تجهیزات پزشکی را ارزیابی کرده و از ایمنی و کیفیت آن‌ها اطمینان حاصل می‌کند.