SANGUIN

La présente invention a pour obj et une méthode d' analyse des oligosaccharides constituant les héparines de bas poids moléculaire et les héparines de très bas poids moléculaire à partir du plasma sanguin .

Les héparines sont des agents biologiquement actifs de la famille des glycosaminoglycanes , et qui ont des propriétés anticoagulantes particulièrement utiles . Les héparines de bas poids moléculaire (HBPM) et les héparines de très bas poids moléculaire (HTBPM) sont préparées par coupure des chaînes polysaccharidiques longues d' héparine en chaînes plus courtes de bas poids moléculaire .

Les oligosaccharides constituant les HBPM et les HTBPM sont habituellement caractérisés par des paramètres macroscopiques tels que leur masse moléculaire moyenne ou des activités biologiques comme, par exemple, l' activité aXa (Ul/mg) . Celle-ci, qui mesure l' interaction avec l' antithrombine III , est la plus couramment utilisée .

Cependant, la mesure de ces paramètres macroscopiques ou de ces activités biologiques ne permet pas de répondre à plusieurs questions cruciales . En particulier, il est impossible de faire l' analyse des profils pharmacocinétiques des différents oligosaccharides constituant les HBPM et les HTBPM en se basant sur ces critères . Par exemple, l' activité aXa ne prend en compte que les espèces affines à l' AT III , c' est-à-dire environ 20 % du mélange seulement ; . par conséquent, le comportement de 80% des oligosaccharides ne peut pas être mesuré . De plus, la contribution de chaque espèce constituant le mélange affin ne peut être déterminée .

Il est donc impossible de déterminer précisément la concentration plasmatique de chaque oligosaccharide et, à plus forte raison, son profil pharmacocinétique, par simple mesure de son activité aXa . Or ces profils apporteraient des

informations très précieuses pour améliorer la posologie des médicaments à base de HBPM et de HTBPM.

Pour pouvoir analyser le comportement des différents oligosaccharides constituant une HBPM ou une HTBPM dans le plasma sanguin, il faut pouvoir séparer complètement et reproductiblement ces oligosaccharides des autres constituants du plasma, les protéines en particulier . Les méthodes décrites dans l' art antérieur font appel à des traitements protéasiques soutenus (Volpi et al . , 1995, Biochim. Biophys. Acta . , 1243 (1) : 49-58 ) .

Des méthodes de chromatographie ou d' électrophorèse permettent l' analyse des différents constituants des HBPM. Par exemple, l' électrophorèse capillaire (EC) est utilisée pour la séparation des oligosaccharides d' héparine (Guerrini et al . , Glycobiology, 2002 , 1£ : 713-719 ; Linhardt et al . , BioMethods, 1997 , 9 : 183-197 ) . Cependant, la sélectivité de l' EC est plutôt faible par rapport à la chromatographie liquide . Il est aussi possible, dans certains cas, d' utiliser la spectrophotométrie de masse MALDI-TOF pour l' analyse des oligosaccharides hépariniques , mais elle ne peut s' appliquer aux mélanges complexes , sans même mentionner son prix élevé .

De ce fait, l' analyse des oligosaccharides sulfatés , comme ceux constituant les HBPM et les HTBPM se fait surtout par chromatographie liquide haute performance (CLHP) . Il a récemment été décrit une méthode d' analyse des HBPM consistant en une dépolymérisation enzymatique suivie d' une réduction le cas échéant, et d' un dosage par CLHP (WO 2004/027087 ) . Une demande européenne récente (EP04290789.9) divulgue une méthode de dosage des oligosaccharides constituant les HBPM et les HTBPM par chromatographie d' échange d' anions CTA-SAX. Cette méthode fait appel à une chromatographie échangeuse d' anions conduite sur un sel d' ammonium quaternaire, en particulier le cétyl méthyl ammonium, adsorbé dynamiquement sur une colonne de silice de phase inverse et qui maintient une charge positive nette et constante dans une gamme de pH comprise entre 2 et 12. Cette

méthode peut impliquer un traitement préalable, dépolymérisation ou séparation par chromatographie d' exclusion, avant l' analyse des HBPM et des HTBPM par CLHP sur colonne CTA-SAX.

La présente invention a pour obj et une méthode d' analyse des oligosaccharides à partir du plasma sanguin, caractérisée en ce que l' on effectue les deux étapes suivantes :

- un traitement de l' échantillon de plasma sanguin,

- un dosage par CLHP .

Cette méthode n' implique ni dépolymérisation enzymatique ni fractionnement par chromatographie d' exclusion des oligosaccharides présents dans l' échantillon de plasma sanguin avant le dosage par CLHP . Par contre, selon cette méthode, l' échantillon de plasma sanguin est traité par filtration de façon à séparer les oligosaccharides , que l' on retrouve dans le filtrat, des contaminants plasmatiques , en particulier des protéines , qui restent dans le concentrât .

L' invention a donc plus particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut où l' échantillon de plasma sanguin est traité par filtration . L' invention a tout particulièrement pour objet une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que les molécules dont le poids moléculaire est supérieur à 30 kDa sont retenues dans le concentrât .

Pour permettre une quantification de la méthode de traitement de l' échantillon de plasma sanguin et vérifier la reproductibilité de ce traitement d' un échantillon à l' autre, on ajoute, le cas échéant, un étalon interne à l' échantillon . Cet étalon doit être un oligosaccharide, si possible proche structurellement du produit dosé, qui est mélangé au plasma juste avant la filtration.

L' invention a donc aussi pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce qu' un oligosaccharide témoin est aj outé à l' échantillon de plasma juste avant la filtration .

Bien que la plupart des oligosaccharides soit séparée des protéines par la filtration, il est possible qu' une partie reste piégée par des interactions électrostatiques avec le concentrât . Dans ce cas , il est nécessaire de faire un ou plusieurs lavages du concentrât dans une solution saline .

L' invention a donc aussi pour objet une méthode telle que définie plus haut et caractérisée en ce que le concentrât est lavé au moins une fois dans une solution saline . Selon l' invention, la solution saline est de préférence une solution de chlorure de potassium.

L' invention a plus particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la concentration de la solution saline après addition au concentrât est supérieure ou égale à IM, et tout particulièrement une telle méthode où la concentration saline est supérieure ou égale à 2 M.

Après un ou plusieurs lavages avec une solution saline, le concentrât est lavé à l' eau, le cas échéant . L' invention a donc pour objet une méthode telle que définie plus haut comprenant après un lavage au moins du concentrât dans une solution saline, une étape de lavage à l' eau .

Le filtrat originel est rassemblé avec les filtrats provenant des lavages et l' ensemble est dilué 5 fois dans l' eau . Cette dilution permet de reconcentrer la totalité des oligosaccharides après l' inj ection sur la colonne chromatographique, tout en évitant tout élargissement des pics causé par une concentration saline trop élevée . Juste avant l' injection, le pH de la solution est ajusté à 3 par addition de HCl 1 N .

Selon la méthode selon l' invention, la totalité du filtrat et, le cas échant, des lavages est inj ectée directement et analysée par CLHP .

La CLHP échangeuse d' anions est la méthode séparative la mieux adaptée à un tel mélange complexe . En particulier, on utilise pour la CLHP une colonne d' échange d' anions avec

greffage de l ' ammonium quaternaire par liaison covalente . Ce type de colonne offre l' avantage de pouvoir utiliser comme phase mobile le perchlorate, ce qui est impossible avec une colonne CTA-SAX à cause de la forte complexation entre perchlorate et CTA.

L' invention a donc aussi pour obj et une méthode telle que définie plus haut où les oligosaccharides sont dosés par CLHP échangeuse d' anions . Elle a plus particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut où les oligosaccharides sont dosés par CLHP sur colonne d' échange d ' anions avec greffage de l ' ammonium quaternaire par liaison covalente .

Les colonnes de type IonPAc ASlI (Dionex) , de granulométrie 9-13 μm et de longueur 25 cm, peuvent être utilisées . Tous les diamètres de colonnes classiques, compris entre 1 mm et 4 , 6 mm sont utilisables , mais on utilise de préférence des colonnes de diamètre de 2 mm. Dans un cadre plus général, les colonnes de diamètre plus faible, par exemple lmm, peuvent être utilisées , nécessitant de fait une quantité de plasma plus faible, et permettant également un gain en sensibilité de l' analyse .

L' appareillage utilisé peut être un chromatographe permettant la formation de gradient d' élution avec un détecteur UV. On utilisera de préférence un détecteur muni d' une barrette de diodes , qui permet de réaliser des spectres UV des constituants et d' enregistrer des signaux complexes, résultant de la différence entre les absorbances à 2 longueurs d' onde différentes et permettant la détection des oligosaccharides acétylés parmi les composés d' origine plasmatique . L' utilisation d' une phase mobile transparente jusqu' à 200 nm permet de faciliter la différenciation des constituants . La phase mobile utilisée ici sera de préférence une solution de perchlorate de sodium, mais les sels de méthane sulfonate ou phosphate peuvent aussi être utilisés .

L' invention a donc pour objet une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce qu' on utilise une phase mobile transparente jusqu' à 200 nm. En particulier, l' invention a pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la phase mobile est une solution de perchlorate de sodium, de méthane sulfonate ou de phosphate . L' invention a tout particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la phase mobile est une solution de perchlorate de sodium.

Le pH préconisé pour la séparation est compris entre 2 et 6, 5. Préférentiellement, on utilisera un pH voisin de 3. Ce pH sera obtenu par addition d' un sel tel que le phosphate possédant un pouvoir tampon à pH = 3 meilleur que celui des perchlorates .

A titre d' exemple, on donne ci-après des conditions standards de séparation chromatographique :

_ Solvant A : NaH ₂ PO ₄ 2 , 5 mM porté à pH 2 , 9 par addition de

H ₃ PO ₄

- Solvant B : NaClO ₄ IN - NaH ₂ PO ₄ 2 , 5 mM porté à pH 3, 0 par addition de H ₃ PO ₄

Le gradient d' élution peut être le suivant :

T = O min : %B = 3 ; T = 40 min : %B = 60 ; T = 60 min : %B = 80

Pour une colonne de 2 mm de diamètre, le débit choisi sera, par exemple, de 0 , 22 ml/min et la température de la colonne de 40 ⁰ C .

Les oligosaccharides présents dans les échantillons de plasma filtré sont détectés par UV. Comme les polysaccharides non acétylés ont tous, à un pH donné, un spectre UV presque identique, il est possible de détecter sélectivement les sucres acétylés en prenant comme signal la différence entre les absorbances à deux longueurs d' onde choisies de telle façon que l' absorptivité des saccharides non acétylés s' annule .

Dans le cas ci-dessous , on choisira 202 nm et 230 nm comme longueurs d' onde de référence et on notera le signal 202 - 230 nm. Il est évident pour l' homme du métier que le choix de la longueur d' onde sera dépendant du pH de la phase mobile, des ajustements de quelques nm pouvant être nécessaires pour être à l' optimum des dites conditions . Le détecteur le plus adapté à cette technique est le détecteur DAD de la société Agilent Technologies . Dans ce cas , on réalise une double détection sur chaque échantillon, à 234 nm d' une part et, d' autre part, à 202 - 230 nm. On peut également réaliser une triple détection, en mesurant en sus l' absorbance de chaque échantillon à 280 nm, ce qui permet de vérifier que le signal n' est pas contaminé par des résidus protéiques .

La présente invention a donc pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la méthode de détection permet de détecter sélectivement les sucres acétylés .

La présente invention a aussi pour objet une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la méthode de détection sélective des sucres acétylés s' effectue en prenant comme signal la différence entre l' absorbance à deux longueurs d' onde choisies de telle façon que l' absorptivité des saccharides non acétylés s' annule .

La présente invention a donc tout particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la méthode de détection sélective des sucres acétylés s' effectue en mesurant l' absorbance à 202 - 230 nm et 234 nm.

La présente invention a donc tout particulièrement pour obj et une méthode telle que définie plus haut caractérisée en ce que la méthode de détection sélective des sucres acétylés s' effectue en mesurant l' absorbance à 202 - 230 nm, 234 nm et 280 nm.

La méthode définie plus haut permet plus particulièrement d' analyser tous les oligosaccharides β-insaturés . Plus particulièrement, elle s' applique aux oligosaccharides

constituant l' enoxaparine, l' octaparine, la bemiparine et la tinzaparine .

Exemple expérimental Mode opératoire Traitement du plasma

Un échantillon de plasma de volume compris entre 100 et 1000 μl est prélevé et, le cas échéant, l' étalon interne est aj outé à celui-ci . Après homogénéisation, la solution résultante est introduite dans une cartouche d' ultrafiltration UltrafreeO5 de 30KD (Millipore) préalablement rincée par 250 μl d' eau par centrifugation 5 minutes à 10000 T/min . Le plasma est introduit dans la partie supérieure de la cartouche en 1 ou 2 fois si les quantités à filtrer sont supérieures à 500 μl . La cartouche est centrifugée à 10000 T/min entre 1 et 2 heures, puis le filtrat est prélevé . Le cas échéant, la deuxième partie du plasma à filtrer est introduite dans la partie supérieure de la cartouche et celle-ci est centrifugée de nouveau . La quantité exacte de plasma introduite aura été pesée . La cartouche est centrifugée jusqu' à ce que le résidu protéique dans la partie supérieure de la cartouche ne représente plus qu' environ 10% de la partie initiale . Le filtrat est prélevé et on aj oute au concentrât 210 μl de KCl 3M par ml de plasma filtré . Après homogénéisation, la cartouche est centrifugée à 10000 T/min entre 1 et 4 heures . La cartouche est centrifugée jusqu' à ce que le résidu protéique dans la partie supérieure de la cartouche ne . représente plus qu' environ 10% de la partie initiale . Le deuxième filtrat est prélevé et on aj oute une deuxième fois au concentrât 210 , μl de KCl 3M par ml de plasma filtré . Après homogénéisation, la cartouche est centrifugée à 10000 T/min entre 1 et 4 heures . La cartouche est centrifugée jusqu' à ce que le résidu protéique dans la partie supérieure de la cartouche ne représente plus qu' environ 10% de la partie initiale .

Le troisième filtrat est prélevé et on aj oute 250 μl d' eau par ml de plasma filtré .

Après homogénéisation, la cartouche est centrifugée à 10000 T/min entre 1 et 4 heures . La cartouche est centrifugée jusqu' à ce que le résidu protéique dans la partie supérieure de la cartouche ne représente plus qu' environ 10% de la partie initiale .

Les filtrats sont rassemblés , dilués 5 fois dans l' eau et la totalité est inj ectée directement en CLHP d' échange d' anions . Juste avant l' inj ection, le pH de la solution inj ectée est ajusté à 3 par addition de HCl IN .

Méthode CLHP

Le plasma filtré est analysé par CLHP d' échange d' ions . Les colonnes utilisées sont des colonnes IonPAc AsIl (Dionex) , de longueur 25 cm et de diamètre intérieur de 2 mm. Le détecteur utilisé est un spectrophotomètre UV muni d' une barrette de diodes .

La totalité du pH est injecté après ajustement du pH à 3 par addition de HCl N . Le débit choisi est de 0 , 22 ml/min ; la température de la colonne est de 40 ⁰ C .

L' élution est réalisée en mode gradient . Les deux solutions utilisées sont :

Solvant A : NaH ₂ PO ₄ 2 , 5 mM, porté à pH 2 , 9 par addition de

H ₃ PO ₄ . Solvant B : NaClO ₄ 1 N, NaH ₂ PO ₄ 2, 5mM, porté à pH 3, 0 par addition de H ₃ PO ₄ .

Le gradient d' élution est le suivant :

T = O min : % B = 3 ; T = 40 min: % B = 60 ; T = 60 min : %

B = 80

Exemple 1

On suit le devenir d' un mélange de trois octasaccharides dans le sang de chiens mâles beagle . Ces 3 octasaccharides, symbolisés Δllallslsls, Δlsllallsls et AlIaII-SIsIs ¹ ' ⁶ - ^anhydro sont les principaux octasaccharides affins des fractions octasaccharides du Lovenox®. Ils possèdent une forte affinité à l' ATIII et par conséquent une activité anti-thrombotique .

Le mélange est administré par voie sous cutanée à 3 chiens mâles beagle, à une dose cible sur chacun de ces 3 constituants de 0 , 5 mg/kg . La solution d' administration est une solution à 0 , 9 % NaCl du mélange des 3 octasaccharides à la concentration cible de 0 , 5 mg/ml .

Des prélèvements sanguins de 5 ml sont réalisés aux temps 0 ; 0 , 25 h ; 0 , 5 h ; 1 h ; 2 h ; 4 h ; 6 h ; 8 h ; 24 h ; 30 h et 48 h après l' administration . Les prélèvements sanguins sont collectés dans des tubes contenant 400 μl d' un mélange CTAD (citrate, théophylline, adénosine, dipyridamole) . Après homogénéisation, la solution est centrifugée à 3000 g pendant 15 min à 15 ⁰ C . Le surnageant plasmatique est récupéré et conservé à -20 ⁰ C jusqu' à usage . Pour le traitement du plasma avant inj ection CLHP, environ 1 ml de plasma est prélevé et pesé, auquel on additionne 50 μl d' une solution de l' étalon interne à une. concentration d' environ 0 , 02 g/1.

On choisit l' étalon interne de façon à ce qu' il soit structurellement le plus proche possible des produits à analyser . Sa structure est donnée ci-dessous .

Le tétrasaccharide utilisé permet de corriger l' influence potentielle des variations du rendement d' extraction. Le plasma est traité et analysé par CLHP .

Les résultats obtenus sont représentés dans le Tableau 1. Les chromatogrammes correspondants sont représentés sur la Figure 1.

Tableau 1 : Suivi de la concentration plasmatique (μM) des 3 octasaccharides en fonction du temps après administration

Exemple 2

Une HTBPM de masse moléculaire moyenne 2500 Da est administrée à la dose cible de 1 , 4 mg/kg à des volontaires humains . Des prélèvements sanguins sont réalisés aux temps 0 ; 0, 25 h ; 0, 5 h ; 0, 75 h ; I h ; 1, 25 h ; l, 5h ; 2 h ; 2 , 5h ; 3 h ; 3, 5 h ; 4 h ; 4 , 5 h ; 5 h ; 6 h ; 7 h ; 8 h ; 9 h ; 10 h ; 12 h ; 14 h et 24 h après l' administration . La HTBPM utilisée étant un mélange complexe d' oligosaccharides , l' étude a été limitée à certains éléments choisis de ce mélange .

D' autre part, comme il pas été trouvé d' étalon interne qui n' interfère pas au niveau chromatographique avec un des constituants du mélange, le dosage a été fait en prenant comme coefficient de réponse molaire celui obtenu dans l' exemple 1 sur les octasaccharides affins .

Les résultats mettent en évidence une très grande différence de comportement parmi les oligosaccharides constituant l' héparine de bas poids moléculaire étudiée. Les oligosaccharides ayant une activité AXa ont une cinétique d' élimination beaucoup plus lente que les autres oligosaccharides sulfatés, ce qui est indécelable à partir d' un suivi d' activité AXa .

Les résultats obtenus sont représentés dans le Tableau 2. Les chromatogrammes correspondants sont représentés sur la Figure 2.

Tableau 2 : Suivi de la concentration plasmatique (μM) des principaux oligosaccharides en fonction du temps après administration

Figure 1 :

Suivi chromatographique de la pharmacocinétique de 3 octasaccharides pour le chien 1.

Figure 2 :

Suivi chromatographique des principaux oligosaccharides constituant une héparine de très bas poids moléculaire en fonction du temps après administration.