Albumin Nedir?
Albumin, karaciğerde sentezlenen ve kan plazmasında yaklaşık 4 ile 15 nm boyutlarında küresel bir yapı sergileyen, yaklaşık 66 kDa moleküler ağırlığa sahip en baskın endojen (vücut tarafından sentezlenen) proteindir . Dolaşım ve lenfatik sistemdeki yüksek konsantrasyonu sayesinde, bu protein çeşitli biyomolekülleri ve ilaç bileşenlerini hem dolaşımda kalmalarını sağlayarak hem de bünyesinde taşıyarak, hedefe gidişlerinde ve toksik maddelerin detoksifikasyonunda ve doku homeostazının korunmasında kritik bir rol üstlenir.
Biyolojik açıdan son derece kararlı olan bu protein, 4 ile 9 arasındaki pH değerlerinde ve 60°C'ye varan sıcaklıklarda dahi yapısal bütünlüğünü koruyabilme yeteneğine sahiptir . Ayrıca, yaklaşık 19 günlük dolaşım yarılanma ömrü, vücuttaki çeşitli besin öğelerinin taşınmasında merkezi bir görev üstlenmesini sağlarken, çok sayıda spesifik bağlanma bölgesi sayesinde farmakokinetik açıdan kritik etkileşimlere zemin hazırlar. Yapısında bulunan 585 amino asitlik dizi içerisinde çok sayıda yüklü kalıntı barındıran bu protein, yüksek çözünürlük kapasitesi ile klinik uygulamalarda biyo-terapötikler için ideal bir taşıyıcı, bir nevi "taksi" görevi üstlenir . Özellikle immünojenik olmayan ve biyolojik olarak parçalanabilir yapısı, proteinin tekrarlanan doz uygulamalarında sistemik toksisite riskini en aza indirerek ederek güvenli bir adjuvan platformu oluşturmasını sağlamaktadır . Ayrıca, albuminin endojen transport mekanizmaları sayesinde hormonlar ve ilaçlar gibi endojen ve ekzojen maddeleri bağlama kapasitesi, antijenlerin hedeflenen hücre gruplarına taşınmasında biyolojik bir görev üstelenmektedir .
İnsan Vücudunda Albumin Ne işe Yarar?
Albumin, insan kan plazmasında en bol bulunan (%50-60) ve biyolojik sistemin sürekliliği için hayati fonksiyonlar üstlenen çok yönlü bir proteindir . Karaciğerde sentezlenen bu protein, yaklaşık 19 günlük yarı ömrü ile vücutta uzun süreli bir dengeleyici olarak görev yapar .
Temel Biyolojik Fonksiyonlar;
Onkotik Basıncın Dengelenmesi: Albuminin en temel görevi, plazma kolloid onkotik basıncının yaklaşık %80'ini sağlamaktır . Bu fonksiyonu sayesinde suyun dolaşım, damar içinde kalmasını sağlayarak dokularda ödem oluşmasını engeller ve kan hacmini stabilize eder.
Taşıyıcı Rolü: Albumin, vücutta adeta bir "kargo elemanı" gibi çalışır. Suda çözünmeyen yağ asitleri, bilirubin, çeşitli hormonlar, metal iyonları ve ilaçları yapısındaki spesifik bölgelere bağlayarak ilgili dokulara güvenli bir şekilde taşır .
Antioksidan ve Tamponlama Kapasitesi: Yapısındaki serbest sülfhidril grupları sayesinde albumin, reaktif oksijen türlerini süpürerek güçlü bir antioksidan savunma hattı oluşturur . Ayrıca kanın pH dengesinin korunmasında önemli bir tamponlayıcı (dengeleyici) görev üstlenir.
Damar Sağlığı ve İlaç Etkileşimi: Damar iç yüzeyini (endotel) koruyucu etkisinin yanı sıra, ilaçların vücuttadağılımını ve biyoyararlanımını doğrudan etkileyen bir rezervuar görevi görür .
Allbumin; sadece bir taşıma proteini değil, aynı zamanda vücut sıvı dengesini kuran, toksik maddeleri nötralize eden ve metabolik süreçlerin sağlıklı işlemesine olanak tanıyan biyolojik, fonksiyonel temel taşıdır
Kantitatif olarak en önemli plazma proteini ve intravasküler onkotik basıncın korunmasında önemlidir. Vücut sıvılarında dağılan kısmı yaklaşık 300 ila 500 gramdır (total vücut albümininin %40’ı) ve ortalama bir erişkin karaciğeri günde yaklaşık 15 gr (200 mg/kg/gün) albümin sentezler.
Karaciğerdeki Sentez: Günde ortalama 15 gr üretim ve ihtiyaca göre bu hızın iki katına çıkabilir. Düzenleyici Faktörler: Beslenme durumu, onkotik basınç ve hormonların albumin sentezi üzerinde etkisi vardır. TNF ve IL-1 gibi inflamatuar sitokinleri albumin sentezini baskılayabilir.
Dinamik Dolaşım (TER): İntravasküler albüminin saatte %5'inin doku aralıklarına sızması TER (Transkapiller Kaçış Hızı) , olarak tanımlanırve sürekli bir dinamizm yaratır.
Lenfatik Geri Dönüşüm: Sızan albüminin lenfatik sistem yoluyla tekrar kan dolaşıma katılarak döngüyü tamamlaması olarak tanımlanabilir.
Hayati Görevler: Onkotik basıncın korunması, taşıyıcılık (ilaç, hormon, metal iyonları) ve koruyucu (antioksidan, immünomodülatör) gibi işlevler sayılabilir.
Aşı İçeriğindeki Albuminin Rolü
Aşı formülasyonunda albuminin kullanımı, formülasyonun hem fiziksel hem de kimyasal stabilitesini sağlamada kilit öneme sahiptir.
Aşı geliştirilmesinde ve üretiminde kullanılan albumin, bugün iki şekilde elde edilmektedir. 1. Geleneksel serum kaynaklı albumin, 2. Sentetik rekombinant yöntemle üretilen albumin. Geleneksel serum kaynaklı albümin, uzun yıllardır aşı formülasyonlarında stabilizatör olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, hayvan (sığır veya tavşan) veya insandan kan alınarak elde edilen serumdan temin edildiği için ihtimali çok düşük olsada teorik olarak enfeksiyöz ajanlar taşıma riski ve temin edilmesinde ki sorunlar gibi dezavantajları bulunmaktadır. Günümüzde, rekombinant albüminin geliştirilmesiyle birlikte, geleneksel serum kaynaklı albüminin kullanımının azaltılması hedeflenmektedir. Rekombinant albümin, daha güvenli ve sürdürülebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır, rekombinant human albumin, safsızlıkların, farklı üretim zamanlarında değişkenliğinin (partiler arası tutarlılık) , hayvan kaynaklı patojenlerin ve diğer risk unsurları içermemesi ya da en aza indirmesinden dolayı tercih edilmektedir .
Tablo 1: Farklı albumin kaynaklarının yapısal ve fonksiyonel özelliklerinin karşılaştırılması.
| Özellik | İnsan Serum Albümini (HSA) | Bovin (sığır) Serum Albümini (BSA) | Tavşan Serum Albümini (RSA) |
|---|---|---|---|
| Kaynak | İnsan serumu / Rekombinant üretim | İnek serumu / Geleneksel izole yöntemleri | Tavşan serumu |
| Yapısal Özellikler | Üç alan; %67 α-heliks, iki alt alan (A & B) | İnsan serum albumini (HSA) ile %76 dizi benzerliği; güçlü yapısal uyum | İnsan serum albumini (HSA)ile yaklaşık %74 benzerlik (örneklem bazında) |
| Ligand Bağlanma Bölgeleri | Geniş ligand bağlanma kapasitesi; konformasyonel geçişler | Kalsiyum bağlanma bölgeleri (ilk metal iyonu içeren) | Yeni keşfedilmiş ligand bağlanma bölgesi |
| İmmünojenite | Düşük immünojenik profil | Doz artışına bağlı artan IgG ve IgE tepkileri; orta seviye | Alerjenik potansiyel; detaylı çalışmalar gerektirmekte |
| Uygulama Avantajları | Rekombinant üretim sayesinde yüksek saflık, biyouyumlu | Maliyet etkin, hücre kültürlerinde yaygın kullanım | Spesifik yüzey aktif madde etkileşimlerinde avantaj |
| Aşı Formülasyonu | M-M-R II, ProQuad gibi klinik ürünlerde | Araştırma ve bazı klinik formülasyonlarda kullanım | Henüz deneysel aşamada; sınırlı uygulama |
Aşı geliştirme süreci, hedef patojenlere karşı etkin ve güvenli immün yanıtlar oluşturmak için karmaşık ve çok aşamalı bir süreçtir. Bu süreçte yalnız antijenlerin kendisinin değil, aynı zamanda formülasyonda kullanılan yardımcı maddelerin (eksipiyanların) da etkinlik (aşıların koruyuculuğu) ve stabilite (ne kadar süre, değişim göstermeden, üretildiği şekli ile kaldığı) üzerinde belirleyici etkileri bulunmaktadır.
Albumin; aşının stabilitesi, depolanabilirliği, ve biyolojik etkinliğini artıran önemli yardımcı maddelerden biridir. Ayrıca albumin, bağlanma özelliği sayesinde, aşılarda özellikle antijen (bağışıklık sistemini uyaran mikroorganizmayı bağışıklık sistemi elemanları tarafından tanınmasını sağlayan kısmı) ve ilaçlar gibi farklı yapıları taşıyabilir.
“Ayrıca albumine bağlanarak taşınan ilaçlar arasında metadon, propranolol, tiyopental, furosemid, varfarin, metotreksat, alfentanil vb ilaçlar bulunur.”
İlaçların albumin ile etkileşimi rastgele değildir; Sudlow'un bağlama bölgeleri olarak bilinen iki ana yapısal alanda gerçekleşen bir süreçtir.
Sudlow Bölgesi I (Alt Alan Adı IIA): "Varfarin bölgesi" olarak bilinir. Bu bölge daha geniş ve esnektir. yapısal olarak büyük, heterosiklik ve negatif yüklü molekülleri (örneğin; varfarin, fenilbutazon) tutar.
Sudlow Bölgesi II (Alt Alan IIIA): "İbuprofen bölgesi" olarak bilinir. Bu cep daha dar ve kısıtlıdır. Herhangi bir aromatik halka içeren küçük, hidrofobik molekülleri (örneğin; ibuprofen, diazepam) bağlayarak tutar.
İlaç molekülleri ile albümin arasındaki etkileşim genellikle kovalent olmayan, geri dönüşümlü bağlar aracılığıyla gerçekleşir. Taşıma ve Salınım; albüminin taşıma fonksiyonu, "geri dönüşümlülük" ilkesine uyar. İlaç, albumin tarafından bağlandığında plazmada ki serbest miktarı azalır ve enzimatik olarak bozulmadan korunur. Ancak farmakolojik etki gösterebilmesi için proteinden ayrılması gerekir. Kısaca; Albümin, sahip olduğu hidrofobik cepler ve esnek yapısı sayesinde bir "moleküler taksi" gibi ilaçları vücudun farklı noktalarına taşıyarak, buralarda konsantrasyonu düşük alanlarda serbest bırakmaktadır.
Albumin Neden Aşılarda Bulunur?
1. Stabilizasyon ve Koruyucu Etki
Albumin, aşı içeriğinde bir stabilizatör görevi görür. Özellikle rekombinant albuminde bulunan serbest tiol grubu (cysteine 34) yüksek antioksidan kapasitede sağlar. Bu yapı özellikle hücre kültürü sırasında oluşan oksijen gibi reaktif özellik gösteren yapıları bağlayarak, hücre kültürünü, üretilen farmasötik bileşen antijeni oluşabilecek serbest radikallere karşı korur ve böylece aşının aktif bileşenlerinin daha uzun süre bozulmadan kalmasını sağlar. Aynı zamanda, albumin özgün olmayan yüzey adsorpsiyonunu engelleyerek etken madde ya da antijen miktarının az olduğu , antijenlerin üretim, depolama ve uygulama aşamasında kayıplarını da azaltır. Bu durum, aşının biyoyararlanımını ve etkinliğini artırmada önemli bir faktördür .
2. Bağlanma ve Kapsama Özellikleri
Albumin, hem hidrofobik (“suyu sevmeyen" veya "sudan kaçan") hem de
hidrofilik (suyu seven) yüzeylere bağlanarak antijenlerin veya diğer
duyarlı moleküllerin stabilitesini artırır. Bu bağlanma özelliği;
çözünürlük problemlerine bir bakıma cevap oluşturur, potansiyel olarak,
farklı maddelerin birbiriyle etkileşimlerini önler ve partikül oluşumunu
engeller, en aza indirir. Böylece olasılıkla etkililik azalmasını önler
ya da olası istenmeyen etki riskini de azaltmış olabilir.
Buna ek olarak, albumin yüzey kaplama özelliği (Proteinin aşı,
biyosensörler ve ilaç taşıyıcı sistemler gibi alanlarda yüzeylere
tutunarak daha pürüzsüz, biyouyumlu ve stabil bir mikro çevre yaratması
ve doku kültürlerinde hücre tutunmasını kolaylaştırmasıdır.)
sayesinde, bir araya getirilen biyolojik maddelerin mekanik ve kimyasal
değişime uğramadan korunması sağlanır. Yüzeyin tam olarak kaplanması,
aşının depolama ve nakil sırasında maruz kalabileceği ısı değişimi gibi
fiziksel streslerin etkilerini azaltır .
Aşılarda Kullanılan Albumin Soruna Neden Olur mu?
İnsan Serum Albuminin (HSA) kanıtlanmış bir riski yoktur, insan kanından elde edildiği için teorik olarak bulaşıcı hastalıkların (örneğin Creutzfeldt-Jakob hastalığı – CJD) taşınması riski oluşturabilir ancak kaynak kişiler ve sonrasında alınan örnekler bu risk faktörleri yönünden her aşamada test edilir. İnsan Serum Albuminin (HSA) içeren aşılar milyarlarca doz uygulanmıştır ve albumin kaynaklı riski tespit edilmemiş ve görülmemiştir.
Üretim öncesinde kaynaklar ve örnekler test edilir , üretim sürecinde katı güvenlik önlemleri (virüs ve prionların inaktivasyonu, filtrasyon, testler) uygulanır. Hem albumin alınmadan önce kişilerin test edilmesi, alındıktan sonra kandan albumin elde edildiğine yapılan testler hem de üretimin her aşamasındaki testler ile güvenliği en üst seviyede tutulur.
DSÖ (Dünya Sağlık Örgütü), aşılardaki İnsan Serum Albuminin (HSA)’nın güvenli olduğunu ve bu yolla CJD (Creutzfeldt-Jakob Hastalığı) veya bir başka bulaşıcı hastalığa ait kaydedilmiş bir vaka olmadığını belirtirmektedir.
CDC (Center for Disease Control and Prevention - Amerika Birleşik Devletleri, Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri) ise aşılardaki albumin miktarının çok az (<0.3 mg) olduğunu ve riskin çok düşük, yok düzeyinde olduğunu ifade eder.
Avrupa Farmakopesi, spesifikasyonlarına göre üretilmiş albumin ile virüs bulaşımına dair bugüne kadar bildirilmiş ya da rapor edilmiş bir vaka bulunmamaktadır.
Türk Farmakopesine göre, albumin kullanımı Avrupa Farmakopesi spesifikasyonlarına göre üretilir ve virüs bulaşma riski olmayacak kadar çok düşük olmasını sağlayacak kurallara bağlanmıştır.
Hem vericiden hem de alınan örneklerde testler yapılır. Birinci güvenlik basamağı, ikinci güvenlik testlere ilaveten olası etkenleri, mikroorganizmaları inaktivasyon ile ilave güvenlik sağlanır ve üç basamak olarak saflaştırma ile de ilave üç basamaklı güvenlik sağlanır. Bu sayede milyarlarca doz uygulanmış aşılarda veya ilaçlarda albumin ilişkili hiç risk ortaya çıkmamıştır.
Ülkemizde kullanılan tüm aşılar Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ), Avrupa İlaç Ajansı (EMA), ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) veya T.C. Sağlık Bakanlığı Türkiye İlaç ve Tıbbi Cihaz Kurumu (TİTCK) tarafından ruhsatlandırılmış, Dünya Sağlık Örgütü tarafından önerilen ve onaylanan İyi Üretim Uygulamaları (GMP) kurallarına uygun üretilmiş aşılardır.
Atrıca unutulmamalıdır ki; aşılardaki albumin miktarı son derece düşüktür (<0.3 mg) ve bilimsel olarak güvenli kabul edilen seviyelerdedir. Alerjik reaksiyon riski çok nadirdir. Türkiye'de kullanılan aşılardaki albumin miktarı, aşının türüne ve üreticisine göre değişiklik gösterir. Albumin (genellikle insan serum albümini - HSA veya rekombinant albümin), bazı aşılarda stabilizatör olarak çok küçük miktarlarda (mikrogram seviyesinde) bulunabilir. Ayrıca albumin aşıların tamamında bulunmaz sadece belli aşılarda kullanılır.
Tablo 2: Aşılar ve Albumin Durumu
| Aşı Adı | Albumin İçerir mi? | Tipik Miktar (varsa) | Notlar |
|---|---|---|---|
| Hepatit B | Hayır | - | Alüminyum adjuvan içerir, |
| DaBT-İPA-Hib | Hayır | - | Karma aşı (difteri, tetanoz, boğmaca, çocuk felci, Hib). |
| KPA (Pnömokok) | Hayır | - | Polisakkarit yapıdadır, albümin içermez. |
| Rotavirüs | Hayır | - | Rotarix/RotaTeq gibi markalarda albümin yok. |
| KKK (MMR) | Klinik kullanıma sunulmuş bazı üreticilerin aşılarında | ~0.3 mg | M-M-R II (Merck): İnsan serum albümini içerir. Priorix (GSK): İçermez. |
| Suçiçeği | Klinik kullanıma sunulmuş bazı üreticilerin aşılarında | ~0.3-1 mg | Varivax (Merck), Varilrix (GSK), Provarix (VarV- Sinovac ) insan serum albümini içerebilir. |
| Hepatit A | Hayır | - | Adjuvan olarak alüminyum hidroksit kullanılır. |
| HPV | Hayır | - | Gardasil/Cervarix gibi aşılarda albümin yok. |
| Td (Tetanoz-difteri) | Hayır | - | Yetişkin/çocuk rapel aşısı. |
İnsan Vücudunda Albumin Ne Kadar Sürede Kaybolur?
Tablo 3: İnsan vücudundaki serum albuminin yarılanma ömrü ve tamamen kaybolma süresi şu şekildedir.
| Parametre | Değer |
|---|---|
| Yarılanma ömrü | 15–19 gün |
| %99 Yıkıma uğraması- kaybolması | ~100–126 gün (hipotezsel) |
| Günlük üretim miktarı | 12–15 gram |
***Uyarı: Bu süreler izole bir albumin molekülü içindir. Vücut, homeostaz ile seviyeyi dengeler.
Albuminin Aşı Üretiminin Farklı Basamaklardaki Rolü
Albumin, aşının üretiminin ilk basamağı veya içerisindekilerin birleştirilmesi sürecinde çeşitli aşamalarda , farklı amaçlar için kullanılabilmektedir. Bunlar;
Üretim aşamasında: Antijen veya canlı zayıflatılmış virüsün stabilitesini sağlamak amacıyla eklenir.
Formülasyon (aşı içeriklerinin bir araya getirilişi) aşamasında: Aşının uzun süre stabil kalması ve partikül oluşumunun önüne geçilmesi sağlanır.
Rekombinant albuminin formülasyonda kullanım süreci aşağıdaki akış diyagramı ile özetlenebilir;
Tablo 4. Klasik Albumin ve Rekombinant Albumin Arasındaki Farklar
| Parametre | Klasik Albumin | Rekombinant Albumin |
|---|---|---|
| Üretim Süresi | 2-3 ay | 1-2 hafta |
| Virüs Riski | Tarama- testler ve çoklu inaktivasyon ile risk ortadan kaldırılır. | Yok |
| Saflık | %96-98 | %99.9+ |
| Maliyet | Düşük | Yüksek (başlangıç yatırımı) |
| Üretim | Sınırlı (plazma bağımlı) | Yüksek |
Tablo 5. Albumin Üretim Yöntemleri
| Klasik Albumin Üretimi | Rekombinant Albumin Üretimi |
|---|---|
Kaynak: Donör kanından elde edilen plazma
Üretim Basamakları: 1. Plazma Toplama o Kan bağışlarından santrifüj ile plazma ayrıştırılması o Donör taraması testleri (HIV, hepatit gibi olası enfeksiyon ajanlarının taranması) 2. Ön İşlemler o Pıhtılaşma faktörlerinin uzaklaştırılması o Lipid ve fibrinojen çöktürme o Testler-taramalar 3. Fraksiyonlama o Cohn Metodu: pH ve sıcaklık kontrolüyle (-3°C) etanol eklenerek aşamalı çöktürme
4. Virüs İnaktivasyonu o Pastörizasyon (60°C'de 10 saat) o Solvent/deterjan işlemi (S/D treatment) o Nanofiltrasyon (20-35 nm gözenek) 5. Son Saflaştırma o İyon değişim kromatografisi o Jel filtrasyonu 6. Formülasyon
|
Kaynak: Genetiği değiştirilmiş
mikroorganizmalar
Üretim Basamakları: 1. Gen Klonlama o İnsan ALB geninin izolasyonu o Ekspresyon vektörüne yerleştirme (pPICZα vektörü gibi) 2. Hücre Transformasyonu o Konak hücreye (genellikle maya) gen aktarımı o Antibiyotik dirençli koloni seçimi 3. Fermentasyon o Biyoreaktörde yüksek yoğunluklu kültür o Metanol indüksiyonu (Pichia için) o Oksijen/pH optimizasyonu 4. Hücre Kırımı o French press veya ultrasonik lizis o Santrifüj ile hücre debrisi uzaklaştırma 5. Saflaştırma 3 Aşamalı Kromatografi: o Ni-NTA afinite (His-tag varsa) o DEAE iyon değişim o Hidrofobik etkileşim (HIC)
6. Karakterizasyon o SDS-PAGE ve Western blot o Kütle spektrometrisi ile doğrulama Dairesel dikroizm (CD) ile yapısal analiz |
Tablo 6. Rekombinant ve Plazma Kaynaklı İnsan Serum Albümini Karşılaştırması
| Protein Türü | Üretim Kaynağı | Saflık Derecesi | Fizikokimyasal Özellikler | İmmünobiyolojik Güvenlik | Klinik Uygulama Alanlar | Maliyet ve Ölçeklendirilebilirlik | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Transgenik Pirinç Albümini (OsrHSA) | Üretim için geliştirilmiş pirinç tohumu (Oryza sativa endospermi) | >%99 (SDS-PAGE ve HPLC ile doğrulanmış) | pHSA ile aynı amino asit dizisi ve kristal yapı; unglikozillenmiş; 66.5 kDa moleküler ağırlık; pHSA ile benzer ilaç bağlama afinitesi | Düşük immünojenisite; sitokin fırtınası riski yok, IgE veya IgM antikor uyarımı saptanmadı, pHSA ile benzer güvenlilik profili. | Hipovolemi, hemorajik şok, ciddi yanıklar, cerrahi kan kaybı, karaciğer sirozu ve asit tedavisi. | Yüksek ölçeklendirilebilirlik (pirinç tohumu biyoreaktörü); maliyet etkin üretim potansiyeli, 2.75g/kg verimlilik. | |
| İnsan Plazması Türevi Albümin (pHSA) | Gönüllü donörlerden toplanan insan kan plazması | Standart farmasötik saflık; oksidasyon ve üretim süreçli varyasyonlar içerebilir. | 585 amino asit; unglikozillenmiş; yüksek termal stabilite (kaprilat varlığında); moleküler modifikasyonlara (oksidasyon vb.) yatkın. | Viral bulaşma (HIV, Hepatit vb.) riski; üretim süreçlerinden kaynaklanan neoantijen riski, yaygın klinik kullanımda güvenli kabul edilir. | Akut karaciğer yetmezliği, diyaliz, şok, hipoalbüminemi, asit ve spontan bakteriyel peritonit. | Donör bağımlı kısıtlı arz; plazma fraksiyonasyonuna bağlı maliyet yapısı, küresel talebi karşılamada zorluk. | |
| Maya Kökenli Rekombinant Albümin (rHSA) | Üretim içn geliştirilmiş Pichia pastoris veya Saccharomyces cerevisiae | Avrupa Farmakopesi kriterlerini karşılar; polimer ve dimer içeriği pHSA'dan düşüktür. | 67.000 Dalton; pI 5.42–5.55; pHSA ile özdeş stabilite profili ve yüzey hidrofobikliği; azaltılmış yapısal heterojenlik. | Hayvansal kökenli değil; kan yoluyla bulaşan virüs riski yok, klinik çalışmalarda pHSA ile benzer güvenlilik gösterilmiştir. | Aşı stabilizasyonu, hücre kültürü takviyesi (serumsuz medya), ilaç taşıyıcısı ve farmasötik stabilizatör. | Büyük ölçekli üretim mümkün; 8-12 g/L verim; ton bazında üretim maliyet etkinliği zorluk teşkil etmektedir. | |
Aşıların İçerisindeki Tespit Yöntemleri
Aşıların içerikleri üretimin her basamapında ve bitmiş aşıda sürekli test edilerek,özellikleri kontrol edilir. Aşı üretim sürecinde kullanılan analitik yöntemler, miktarının, formülasyonda yer alan tüm bileşenlerin; özellikle de stabilizatör olarak kullanılan albuminin, doğru tanımlanması, saflığının ve etkinliğinin kontrol edilebilmesi açısından büyük önem taşır. Modern analitik teknolojiler, çok aşamalı test stratejileri ve validasyon adımları ile aşının kalitesini ve güvenliğini sağlar.
1. Kimyasal ve Fiziksel Karakterizasyon Teknikleri
Kromatografi Yöntemleri: Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) ve Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometrisi (LC-MS) gibi yöntemler, formülasyonda bulunan albumin dahil tüm bileşenlerin tespit edilmesinde temel rol oynar. Bu yöntemler sayesinde hem aktif bileşenin hem de yardımcı maddelerin saflığı, miktarı ve potansiyel safsızlıklar belirlenir
Elektroforez Teknikleri: SDS-PAGE ve kapiler elektroforez yöntemleri, proteinlerin moleküler ağırlığının ve yapısal bütünlüğünün incelenmesi için kullanılır. Bu yöntemlerle, albumin gibi büyük moleküllerin parçalanma, agregasyon veya post-translasyonel modifikasyonları ayrıntılı biçimde değerlendirilebilir . Bu tür analizler, ürünün her parti için tutarlılığının sağlanmasında kritik rol oynar.
Spektroskopik Yöntemler: UV-spektrofotometri ve Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi gibi teknikler, albuminin moleküler yapısını, konsantrasyonunu ve bağlanma özelliklerini saptayarak, formülasyon sürecinde gerekli kalite kontrol adımlarının uygulanmasına olanak tanır. Bu tekniklerle elde edilen veriler, üretim sürecindeki her basamağın kontrol edilmesine olanak tanır.
2. İmmünolojik ve Biyolojik Testler
Enzim Bağlantılı İmmünosorbent Analiz (ELISA): Albuminin belirli antijenlere karşı bağlanma yeteneği, ELISA testleri ile değerlendirilebilir. Bu yöntem sayesinde, albumin-protein etkileşimleri, bağlanma afiniteleri ve non-spesifik adsorpsiyon test edilir. ELISA, aşılarda kullanılan eksipiyanların farmasötik bileşenlerle uyumunu doğrulamada sıkça kullanılmaktadır.
Western Blot ve Dot Blot Yöntemleri: Proteinlerin tanımlanması ve moleküler yapılarına ilişkin ayrıntılı bilgi edinilmesi için kullanılan bu yöntemler, rekombinant albuminin formülasyondaki yerinin doğru saptanması için kullanılmaktadır. Bu tür analizler, ihtimali çok düşük olsada üretimde meydana gelebilecek post-translasyonel modifikasyonların ve protein değişimlerin tespitinde önemli rol oynar.
3. Stabilite ve Dayanıklılık Testleri
Aşı formülasyonunda albuminin stabilite üzerindeki etkisinin doğrulanması, aşının en az son kullanım tarihine kadar üretildiği andaki özelliklerini taşıdığını göstermek için yapılan testlerin albumin için olanları şunlardır;
Isı ve Işık Dayanıklılık Testleri: Formülasyonda kullanılan albumin ve antijen bileşenlerin çevresel streslere karşı stabilitesini ölçmek amacıyla uygulanır.
Oksidatif Stabilite Analizleri: Rekombinant albuminde bulunan serbest tiol gruplarının (örneğin cistein 34) oksidatif koşullar altındaki reaktivitesi, ürünün bozulmasının önlenmesinde rol oynar. Bu testler, formülasyonun uzun süre depolanabilirliğinin sağlanmasında kritik öneme sahiptir.
4. Süreç Validasyonu ve GMP Uygulamaları
Aşı üretiminde testlerin sürekli doğru sonuç vermesi önemlidir. Bu amaçla testlerin her süreci kayıt altına alınır. Bilinen örneklerle de testin doğru çalıştığı da dönem dönem test edilir. Test kayıtları da sürekli incelenir eksiksiz yapıldığı kontrol edilir. Analitik teknolojiler, aşı üretiminde İyi Üretim Uygulamaları (GMP) kapsamında kullanılacak test protokollerinin geliştirilmesinde de temel yapı taşlarıdır.
Kimlik ve Saflık Testleri: Tüm bileşenlerin belirtilen spektrumda yer alıp almadığı kontrol edileceği, istenilen özellikle de birebir aynı olduğunu göstermek gibi, safsızlıkların tespitinde kromatografik ve elektroforetik yöntemler kullanılır.
Potans ve Miktar Belirleme: Ürünlerin biyolojik etkinliğinin ve doza uygunluğunun belirlenmesinde, immünolojik ve biyokimyasal analizler yoluyla ölçümler yapılır.
Stabilite Çalışmaları: Ürünlerin raf ömrü boyunca kalitesinin korunması için düzenli aralıklarla yapılan analizler, olası değişikliklerin önceden tespitini sağlar.
5- Kalıntı Temizliği ve Kalite Kontrol Yöntemleri
Aşı üretiminde kalite kontrol, son ürünün güvenliği ve etkinliğinin sağlanmasında hayati öneme sahiptir. Kullanılan yardımcı maddelerin, özellikle de albuminin, üretim sonrası üründe istenmeyen kalıntıları oluşturup oluşturmadığının belirlenmesi kritik bir aşamadır. Bu bölümde, kalıntı temizliği süreçleri ve bu süreçlerin nasıl doğrulandığı incelenecektir.
Albuminin Üretim Sürecinde Saflaştırılması: Rekombinant albumin, üretim aşamasında yüksek saflıkta elde edilir ve bu sayede insan kaynaklı albuminlerde görülebilecek kontaminasyon riskleri ortadan kaldırılır. Geleneksel serum kaynaklı albuminlerde teorik olarak var olan enfeksiyöz ajan kalıntıları, öncelikle vericinin kan örneğinin testleri ile olası en düşük seviyesine indirilir sonrasında üretim sürecinde uygulanan sıkı validasyon ve saflaştırma adımları sayesinde risk tamamen berttaraf edilir.
Bu saflaştırma adımları arasında; Hücre kültürü ortamlarından elde edilen başlangıç materyallerinin temizlenmesi, çeşitli kromatografi adımları (iyon değişim, jel-filtrasyon), ultrafiltrasyon ve diafiltrasyon teknikleri yer almaktadır. Bu yöntemler, final üründe yüksek homojenite ve düşük safsızlık oranı sağlar.
Kalıntı Analizleri ve Validasyon Testleri : Üretimden sonra, aşı formülasyonunda bulunan albumin ve diğer bileşenler, çeşitli validasyon testleri ile izlenir. Bu testler, ürünün GMP standartlarına uygunluğunu sağlamak amacıyla düzenli olarak yapılmaktadır.
Üretim Sonrası Olası Kalıntı Temizliği Stratejileri: Bazı aşı formülasyonlarında, üretim sürecinde kullanılan belirli yardımcı moleküllerin, son ürüne kalması istenmeyebilir. Ancak, çoğu durumda albumin gibi stabilizatörler formülasyona entegre edilmek üzere eklenmekte olup, kalıntı temizliği yerine ürünün doğru oranlarda bulunduğunun tespitine odaklanılmaktadır.
Albuminin Riskleri Nelerdir?
Aşı formülasyonlarında kullanılan albuminin riskleri, bilimsel verilere göre oldukça düşüktür ve albumin genel olarak güvenli kabul edilir. Mevcut araştırmalar, bilimsel veriler ışığında olası riskler ve güvenlik durumu şu şekildedir:
Alerjik Reaksiyon Riski: Aşılarda bulunan insan serum albumini ile doğrudan bağlantılı yaygın bir alerjik reaksiyon veya şok vakası literatürde raporlanmamıştır. Genel olarak aşı bileşenlerine karşı gelişen alerjik reaksiyonlar (anafilaksi) oldukça nadirdir ve yaklaşık 1,5 milyon dozda görülür.
Dozaj ve Bağışıklık Sistemi: Çok yüksek miktarlarda albuminin damar yoluyla (infüzyon) vücuda verilmesi, savunma sisteminin bazı diğer protein yapıları ile nadiren kompleks reaksiyonlarına neden olabilir; ancak aşılarda kullanılan albumin miktarı çok düşük olduğu bu tür reaksiyonlara yol açması pek olası görülmemektedir.
Genel Güvenlik Profili: Yapılan incelemeler, aşılarda bulunan albumin, cıva, alüminyum veya formaldehit gibi maddelerin mevcut miktarlarının insanlar veya deney hayvanları üzerinde zararlı bir etkisi olmadığını göstermiştir.
Güvenlik ve Yan Etkiler
Aşı formülasyonlarında yardımcı madde olarak kullanılan albuminin güvenlik profili, bu proteinin insan vücudunda doğal olarak bulunan (endojen) bir bileşen olması nedeniyle oldukça yüksektir. Bilimsel veriler ışığında bu bölümün temel noktaları şunlardır:
1. Düşük İmmünojenite ve Biyouyumluluk
Albumin, insan vücudunun yabancı olarak algılamadığı bir protein olduğu için immünojenitesi (bağışıklık yanıtı tetikleme potansiyeli) oldukça düşüktür. Vücut tarafından doğal bir bileşen olarak tanınması, aşı sonrası gelişebilecek istenmeyen bağışıklık reaksiyonlarını minimuma indirir. Ayrıca, biyolojik olarak tamamen parçalanabilir (biyobozunur) olması, vücutta birikim yaparak toksik etki yaratma riskini ortadan kaldırır.
2. Albuminin Elde Edildiği Kaynağa Bağlı Güvenlik Değerlendirmesi
Albuminin güvenliği, elde edildiği kaynağa göre iki farklı boyutta incelenir:
İnsan Serum Albumini: Kan bağışlarından elde edildiği için teorik olarak kan yoluyla bulaşan hastalık taşıma riski barındırır. Ancak günümüzdeki gelişmiş saflaştırma ve tarama yöntemleri bu riski yok denecek kadar azaltmıştır.
Rekombinant İnsan Albumini (rHA): Maya veya bitki hücrelerinde üretildiği için insan kaynaklı patojen riskini tamamen ortadan kaldırır. Bu nedenle modern aşılarda daha güvenli bir alternatif olarak kabul edilir.
3. Toksisite Profili ve Yan Etkiler
Albumin, toksik olmayan bir yardımcı maddedir. Klinik çalışmalarda gözlemlenen yan etkiler genellikle albuminin kendisine değil, aşının içindeki aktif antijenlere veya diğer bileşenlere bağlıdır. Çok nadir durumlarda, özellikle üretim sürecinde kullanılan mayalara (rekombinant üretimde) karşı aşırı hassasiyeti olan bireylerde alerjik reaksiyonlar görülebilir.
4. Düzenleyici Onaylar
Albumin, dünya genelindeki sağlık otoriteleri tarafından "Genel Olarak Güvenli Kabul Edilen" yardımcı maddeler sınıfında yer almaktadır. Bu durum, albuminin hem çocuklar hem de yetişkinler için tasarlanan aşılarda güvenle kullanılabileceğini bilimsel olarak tescillemektedir.
Kısaca albumin, aşılarda antijen yapısını koruyan bir dengeleyici (stabilizör) olarak kullanılır ve klinik olarak insan sağlığına zararlı bir etkisi saptanmamıştır. Albumin, yüksek biyouyumluluğu ve düşük yan etki riski sayesinde aşı teknolojisindeki en güvenli taşıyıcı ve koruyucu maddelerden biri olarak kabul edilmektedir.
Özetle
Aşı formülasyonunda albuminin rolü, hem stabilite hem de ürün güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Modern analitik yöntemler yardımıyla, albuminin kimyasal ve biyolojik özellikleri detaylı biçimde belirlenmekte, üretim süreci GMP kriterlerine uygun şekilde yönetilmektedir. Bu sistematik yaklaşımla, aşıların etkinliğinin, uzun raf ömrünün ve hasta güvenliğinin sağlanması temin edilmektedir.
Temel Bulguların Kısa Özeti:
Albumin, oksidatif stres ve partikül oluşumunu engelleyerek aşının stabilitesini sağlar.
Hem hidrofobik hem hidrofilik yüzeylere bağlanarak antijenlerin ve diğer hassas bileşenlerin stabil kalmasına destek olur.
Yüksek saflık ve GMP uyumlu üretim metotları ile albuminde istenmeyen kalıntılar minimize edilir.
Gelişmiş analitik teknikler (HPLC, LC-MS, SDS-PAGE, ELISA) ürünün kalitesini ve tutarlılığını garanti eder.
Otomasyon ve sürekli izleme sistemleri, kalıntı temizliği ve kalite kontrol standartlarının sağlanmasında önemli rol oynar.
Sonuç olarak, rekombinant albuminin aşı formülasyonuna entegrasyonu, modern aşılarda yüksek kalite, güvenlik ve etkinlik sağlamada vazgeçilmez bir strateji olarak öne çıkmaktadır. Teknolojideki ilerlemelerle birlikte, bu alandaki yeniliklerin gelecekte daha da önem kazanacağı ve yeni nesil aşıların geliştirilmesine önemli katkılar sunacağı öngörülmektedir.
“Albuminin çok yönlülüğü hem taşıyıcı hem de stabilizatör işlevleri ile gelecekteki biyoteknolojik uygulamalarda vazgeçilmez bir rol oynamaya devam edecektir.”
Kaynaklar
Peters T. All about albumin. San Diego, CA [etc.]: Academic Press; 2008
An FF, Zhang XH. Strategies for Preparing Albumin-based Nanoparticles for Multifunctional Bioimaging and Drug Delivery. Theranostics 2017; 7(15):3667-3689. doi:10.7150/thno.19365. https://www.thno.org/v07p3667.htm
Otigari M, Giam V. ALBUMIN IN MEDICINE. [Place of publication not identified]: SPRINGER Verlag, SINGAPOR; 2018
Hawe A, Friess W. Stabilization of a hydrophobic recombinant cytokine by human serum albumin. Journal of Pharmaceutical Sciences [Internet]. 2007 [cited 10 December 2019];96(11):2987-2999
Finn T, Nunez A, Sunde M, Easterbrook-Smith S. Serum Albumin Prevents Protein Aggregation and Amyloid Formation and Retains Chaperone-like Activity in the Presence of Physiological Ligands. Journal of Biological Chemistry [Internet]. 2012 [cited 10 December 2019];287(25):21530-21540
Wang W. Instability, stabilization, and formulation of liquid protein pharmaceuticals. International Journal of Pharmaceutics [Internet]. 1999 [cited 10 December 2019];185(2):129-188
Tarelli E, Mire-Sluis A, Tivnann H, Bolgiano B, Crane D, Gee C et al. Recombinant Human Albumin as a Stabilizer for Biological Materials and for the Preparation of International Reference Reagents. Biologicals [Internet]. 1998 [cited 10 December 2019];26(4):331-346
Roche M, Rondeau P, Singh N, Tarnus E, Bourdon E. The antioxidant properties of serum albumin. FEBS Letters [Internet]. 2008 [cited 10 December 2019];582(13):1783-1787
Milojevic J, Raditsis A, Melacini G. Human Serum Albumin Inhibits Aβ Fibrillization through a “Monomer- Competitor” Mechanism. Biophysical Journal [Internet]. 2009 [cited 10 December 2019];97(9):2585-2594
Sønderby P, Bukrinski J, Hebditch M, Peters G, Curtis R, Harris P. Self-Interaction of Human Serum Albumin: A Formulation Perspective. ACS Omega [Internet]. 2018 [cited 10 December 2019];3(11):16105-16117
White J, Estrada M, Flood E, Mahmood K, Dhere R, Chen D. Development of a stable liquid formulation of live attenuated influenza vaccine. Vaccine [Internet]. 2016 [cited 10 December 2019];34(32):3676-3683
Spier R. Perception of risk of vaccine adverse events: a historical perspective. Vaccine [Internet]. 2001 [cited 10 December 2019];20:S78-S84
Sun W, Roland K, Curtiss III R. Developing live vaccines against plague. The Journal of Infection in Developing Countries [Internet]. 2011 [cited 10 December 2019];5(09):614-627
1Wiedmann R, Reisinger K, Hartzel J, Malacaman E, Senders S, Giacoletti K et al. M-M-R®II manufactured using recombinant human albumin (rHA) and M-M- R®II manufactured using human serum albumin (HSA) exhibit similar safety and immunogenicity profiles when administered as a 2-dose regimen to healthy children. Vaccine [Internet]. 2015 [cited 10 December 2019];33(18):2132-21401
Kamerzell T, Esfandiary R, Joshi S, Middaugh C, Volkin D. Protein–excipient interactions: Mechanisms and biophysical characterization applied to protein formulation development. Advanced Drug Delivery Reviews [Internet]. 2011 [cited 10 December 2019];63(13):1118-1159
https://www.yeasenbio.com/tr/blogs/recombinant-protein/recombinant-human-serum-albumin
Assessment of the immunogenicity of residual host cell protein impurities of OsrHSA - Semantic Scholar
Large-scale production of functional human serum albumin from transgenic rice seeds - PubMed
Recombinant Versus Plasma-Derived Human Albumin: Efficacy, Safety, and Future Prospects in Clinical Medicine - PPExMed
Purification of Recombinant Human Serum Albumin (rHSA) Produced by Genetically Modified Pichia Pastoris - Diva-Portal.org