Thread by @Malo_82

Auch wenn ihr die Antwort nicht wusstet, dieses Thema betrifft sehr viele. Denn Parenteralia wie z.B. Impfungen müssen nicht nur steril, sondern auch pyrogenfrei sein. Doch warum ist das wichtig und was haben Pfeilschwanzkrebse damit zu tun?
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2) Zunächst zum besseren Verständnis ein paar Begriffserklärungen:
Parenteralia sind sterile pharmazeutische Zubereitungen, die zur Injektion, Infusion oder Implantation bestimmt sind. Wie bereits erwähnt, müssen diese auch frei von Pyrogenen sein.

3) Pyrogene sind “fieber erzeugende” Stoffe, die z.B. bei Injektion auch schon in geringsten Mengen lebensbedrohliches Fieber auslösen können. Zu dieser Gruppe gehören u.a. bakterielle Endotoxine.

4) Endotoxine sind Bestandteile der äußeren Zellmembran von gramnegativen Bakterien, genauer gesagt sogenannte Lipopolysaccharide. Während bei der Sterilisation zwar Bakterien abgetötet werden, bleiben diese Endotoxine in deren Überreste in den meisten Fällen intakt.

5) Würde man daher bei der Herstellung nur auf Sterilität achten, könnte es durch die evtl. noch vorhandenen Endotoxine zu gefährlichen Komplikationen kommen. Daher muss in Parenteralia eben auch die Pyrogenfreiheit sichergestellt werden.

6) Einerseits muss die Einbringung von Endotoxinen in den Produktionsprozess und das Produkt natürlich vermieden werden. Andererseits muss die Pyrogenfreiheit im Endprodukt auch nachweislich belegt werden. Hier kommen nun die Pfeilschwanzkrebse ins Spiel.
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7) 1956 beobachtete man, dass es im Blut dieser Tiere in Anwesenheit von Endotoxinen zu einer Gelbildung kommt. Dabei handelt es sich um eine Art Immunreaktion, wobei durch Amöbozyten (spezielle Blutzellen) ein Gerinnungsfaktor ausgeschüttet wird.

8) Aufbauend auf dieser Reaktion wurde schließlich der sogenannte LAL-Test entwickelt. Die Abkürzung steht für "Limulus-Amöbozyten-Lysat", weil eben bei dem Test das Lysat dieser Blutzellen von Pfeilschwanzkrebsen (Limulus) verwendet wird.

9) Der Gerinnungsfaktor liegt als inaktives Proenzym vor und wird konzentrationsabhängig durch Endotoxine aktiviert. Dadurch kommt es je nach Art des Tests ebenfalls zu einer Gelbildung oder alternativ auch zu einer Farbreaktion, die dann photometrisch gemessen werden kann.

10) Der LAL-Test hat sich ab Ende der 70er Jahre zum Goldstandard für die Bestimmung von Endotoxinen entwickelt und wird auch von Gesundheitsbehörden als kritisches Freigabekriterium für entsprechende Parenteralia verlangt.

11) Bis zur Etablierung des LAL-Tests erfolgte der Pyrogennachweis ausschließlich in Kaninchen (über Messung der Veränderung der Körpertemperatur). Doch auch der LAL-Test ist leider mit Tierleid verbunden, da zur Herstellung des Lysates den Tieren Blut entnommen werden muss.

12) Hunderttausende Pfeilschwanzkrebse werden dazu jährlich eingefangen, ihnen wird ein Teil ihres blauen Blutes abgezapft und danach werden sie wieder frei gelassen. Die Details erspare ich euch an dieser Stelle, aber viele Tiere überleben diese Strapazen leider nicht.

13) Aufgrund des enorm hohen internationalen Bedarfs an Lysat für LAL-Tests, um die Sicherheit von Parenteralia zu garantieren, ist hier eine milliardenschwere Industrie entstanden. Ein Liter des Bluts wird angeblich für rund 15.000€ gehandelt.

14) Es würde allerdings seit einiger Zeit eine tierleidfreie Alternative geben. Der rekombinante Faktor C (rFC) ist ein gentechnisch hergestelltes Protein, das auch im Lysat vorkommt. Hier reagiert rFC ebenfalls mit Endotoxinen und die Reaktion kann auch quantifiziert werden.

15) Eine weitere Möglichkeit stellt der Monozyten-Aktivierungstest (MAT) dar. Diese Testmethode hat zusätzlich den Vorteil, dass im Gegensatz zu LAL und rFC nicht nur Endotoxine, sondern auch andere Pyrogene detektiert werden können.

16) Ein Vorteil der alternativen Prüfmethoden ist auch, dass diese robuster sind. Während tierbasierte Ausgangsstoffe natürlichen, biologischen Schwankungen unterliegen, sind synthetische Materialien deutlich einheitlicher.

17) Das wirft natürlich die Frage auf, warum die tierleidfreien Alternativen noch nicht großflächig zum Einsatz kommen?
Vereinfacht gesagt lässt sich das mit gesundheitsbehördlichen Vorgaben sowie mit finanziellen Gründen erklären. Dazu noch ein paar Hintergründe:

18) Man muss wissen, dass der Pyrogennachweis einer der kritischen Parameter für die Freigabe von entsprechenden Arzneistoffen ist. Die Regularien dazu sind folglich sehr streng und entsprechend vorsichtig ist man mit Änderungen.

19) Der rFC-Test wurde z.B. ab 2016 in den EU-Regularien erwähnt und ist da erst seit 2021 als alternative Prüfmethode beschrieben. Doch dennoch ist der Wechsel nicht so einfach möglich und mit erheblichem Aufwand verbunden.

20) Hersteller müssen wegen der Kritikalität zu Recht nachweisen, dass ein neues Prüfverfahren für ihr Produkt auch geeignet ist. Dazu sind umfassende Validierungen und Genehmigungen durch Gesundheitsbehörden erforderlich.

21) Dazu kommt die fehlende weltweite Harmonisierung der gesundheitsbehördlichen Anforderungen. So können alternative Prüfmethoden z.B. in der EU bereits rechtlich erlaubt sein, in anderen Ländern ist aber der LAL-Test noch diese ohne Alternative vorgeschrieben.

22) Am Ende steht für die Hersteller, so ehrlich muss man sein, natürlich auch die Wirtschaftlichkeit. Aufgrund der oben beschriebenen Umstände ist es für sie finanziell oft ungünstig, die etablierten Test-Systeme zu ändern.

23) Die Aufnahme von tierleidfreien Alternativen in die Regularien zeigt zumindest, dass man auf dem richtigen Weg ist, wenngleich man hier schon deutlich weiter sein könnte.
Bleibt zu hoffen, dass sich die Alternativen durchsetzen, bevor man von der Natur dazu gezwungen wird.

P.S.: 2021 beschloss die Europäische Arzneibuchkommission, dass der oben erwähnte Kaninchentest innerhalb von etwa fünf Jahren aus dem Ph. Eur. gestrichen werden soll. Das wäre ein weiterer wichtiger Schritt, da es auch hier eine Alternative (MAT) gibt.
pharmazeutische-zeitung.de/pyrogentest-ba…

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