Comparação de Endotoxina / LPS com Outros Pirogênios Comuns

Os pirogênios são componentes microbianos ou compostos químicos que, quando administrados em quantidades muito pequenas por via parenteral, desencadeiam uma resposta inflamatória que resulta em um aumento da temperatura corporal em humanos ou animais de teste. As normas relativas aos testes de pirogênio abordam os riscos consideráveis à saúde associados à sua presença em fluidos de diálise, medicamentos parenterais, biofarmacêuticos, cosméticos e dispositivos médicos sólidos^[1].

Tipos de Pirogênios

As duas grandes classificações de pirogênios são: Endógena e Exógena. Pirogênios endógenos, como interleucinas e fator necrótico tumoral (TNF), são produzidos pelo corpo humano. Pirogênios exógenos são derivados de partículas estranhas, como microrganismos e produtos químicos, que contaminam o material de embalagem e os meios de cultura.^[1]

Os pirogênios podem se originar de micróbios, como lipopolissacarídeos de endotoxina (LPS), exotoxinas, peptidoglicano e ácido lipoteicóico (LTA), ou de fontes não microbianas, como pirogênios endógenos e substâncias não vivas.

As endotoxinas, derivadas de bactérias Gram-negativas mortas e vivas, são os pirogênios mais potentes e bem caracterizados. As bactérias Gram-positivas, conhecidas por conter LTA, também contribuem para a produção de pirogênios.^[2]

Peptidoglicano, exotoxinas, produtos fúngicos, vírus, parasitas e materiais de embalagem contaminados são outras substâncias pirogênicas. As reações inflamatórias e o desenvolvimento de febre são bem caracterizados pelo papel dos pirogênios endógenos e dos pirogênios exógenos não microbianos. ^[1]

Pirogênios exógenos

Endotoxina ou LPS

A maioria das bactérias Gram-negativas tem LPS como parte vital de sua membrana externa. Sua estabilidade contra alterações de calor e pH é excepcional. As bactérias podem sobreviver sem LPS, mas ele desempenha um papel crucial em sua virulência, interagindo com os receptores da superfície celular e iniciando as vias de sinalização.^[1]

Ácido Lipoteicóico (LTA)

Os componentes da parede celular Gram-positiva, que não contém endotoxina, são reconhecidos como gatilhos para a liberação de citocinas em monócitos/macrófagos humanos. O LTA é um composto pirogênico localizado na superfície das paredes celulares bacterianas Gram-positivas. Semelhante à endotoxina, o LTA tem fortes propriedades pirogênicas e apresenta riscos significativos à saúde, como visto por meio de reações inflamatórias, choque séptico e falência de órgãos no corpo humano.^[1]

Peptidoglicano (PG)

A camada de mureína, também conhecida como PG, é um componente comum da parede celular na maioria das bactérias (excluindo micoplasma), com concentrações muito mais altas em bactérias Gram-positivas quando comparadas com as bactérias Gram-negativas.

A pesquisa mostrou que a presença de PG em produtos de saúde, particularmente fluidos de diálise, leva a efeitos pirogênicos, como evidenciado pela liberação de IL-1, TNF- e IL-6 em ensaios de MAT. Em comparação com a endotoxina, o PG é um pirogênio mais fraco^[1]

Pirogênio endógeno

De acordo com fisiologistas e pesquisadores moleculares, era altamente improvável que pirogênios exógenos pudessem impactar diretamente o centro termorregulador do cérebro, resultando em febre. Investigações adicionais levaram à identificação de pirogênios endógenos, também conhecidos como pirogênios granulocíticos ou leucocíticos.

Os produtos de saúde normalmente não contêm pirogênios endógenos, pois estes são produzidos apenas por glóbulos brancos específicos em resposta a certas toxinas e pirogênios externos. Citocinas como interleucina 1 (IL-1), TNF- (caquetina) e IL-6 são exemplos de pirogênios endógenos.^{[1, 3]}

Teste de pirogênio

O teste obrigatório para a presença de pirogênio é essencial para evitar quaisquer reações adversas graves que possam ocorrer com a liberação de aplicações clínicas e de saúde. Dentre os vários testes de pirogênio disponíveis, o Teste de Endotoxina Bacteriana (BET) usando Lisado de Amebócito Limulus (LAL) é o mais utilizado. Foi desenvolvido para substituir o Teste de Pirogênio de Coelho (RPT).

O ensaio LAL identifica efetivamente pirogênios de endotoxinas, mas é incapaz de detectar pirogênios não endotoxinas. Para resolver essa limitação, os pesquisadores estão explorando um Teste de Ativação de Monócitos (MAT) in vitro mais eficiente como uma alternativa ao ensaio LAL.  O MAT tem a capacidade de detectar pirogênios endotoxinas e não endotoxinas, fornecendo testes abrangentes.^{[1, 4]}

A FUJIFILM Wako fornece reagentes LAL, naturais e sintéticos, para realizar o Teste de Endotoxina Bacteriana, na forma dos ensaios PYROSTAR™ ES-F, Limulus Color-KY e PYROSTAR™ Neo+.

A FUJIFILM Wako também produz um teste derivado de MAT, conhecido como LumiMAT™, que usa um repórter de luminescência para fornecer resultados de MAT estáveis e rápidos de concentrações de pirogênios tanto de endotoxinas como de não endotoxinas. 

Referências

1. Singh, N., et al., Microbial and Non-microbial Pyrogens in Healthcare Products: Risks, Quality Control and Regulatory Aspects. Applied Clinical Research, Clinical Trials and Regulatory Affairs, 2016. 03: p. 1-1.
2. Raetz, C.R. and C. Whitfield, Lipopolysaccharide endotoxins. Annu Rev Biochem, 2002. 71: p. 635-700.
3. Dinarello, C.A., The history of fever, leukocytic pyrogen and interleukin-1. Temperature (Austin), 2015. 2(1): p. 8-16.
4. Perdomo-Morales, R., et al., Monocyte activation test (MAT) reliably detects pyrogens in parenteral formulations of human serum albumin. Altex, 2011. 28(3): p. 227-35.