Published January 2, 2020
| Version v1
Publication
Open
Glycosaminoglycans from Co-Products of «Scyliorhinus canicula»: Extraction and Purification in Reference to the European Pharmacopoeia Requirement
- 1. Institut National des Sciences et Technologies de la Mer
- 2. Tunis El Manar University
- 3. Tunis University
Description
Glycosaminoglycans (GAGs), including hyaluronic acid (HA), dermatan sulfate (DS) and chondroitin sulfate (CS) are essential components of the bone and cartilage tissues. CS isolated from the cartilage tissue of various animals has found application in pharmaceuticals, cosmetics and food industries. In the first part of the present work, three methods were used and compared to extract and purify glycosaminoglycans (GAGs) from the cartilage powder of a local cartilaginous marine species «Scyliorhinus canicula». One of these GAGs, chondroitin sulfate (CS), will be exploited for the development of an anti-osteoarthritis generic at the request of a collaborative pharmaceutical industry. Thus this active ingredient must meet the requirements and tests described by the European Pharmacopoeia (Ph. Eur.). These tests are treated in the second part of this work.Among the three methods that have been applied in the present work, in order to optimize the best process for GAGs preparation, enzymatic hydrolysis with papain followed by deproteinisation using trichloroacetic acid (TCA) was found the best one. The separation of the extracted GAGs using agarose gel electrophoresis, and the identification of bands by Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy, revealed that the cartilage GAGs of « Scyliorhinus canicula» are exclusively chondroitin sulfate (CS) and dermatane sulfate (DS), with proportions of 12.889 and 87.111% respectively, and that CS is of type C. The extraction technique with papain provides a product with GAGs content of around 90%. The TCA deproteinisation yielded the lowest level of protein (2.8%) in the extracted GAGs, less than 3%, which is the standard required by the European Pharmacopoeia (Ph. Eur.).Cetylpyridinium chloride (CPC) assay suggests that the titration technique, although is introduced by the Ph. Eur. for the determination of CS content, is not an accurate method, and that the values obtained by the optimized and validated HPLC method, described in this work, are more exact.The extracted and purified active ingredient is perfectly conform to the tests described by the Ph. Eur. The results suggest that the co-product of Scyliorhinus canicula would be a perfect source of molecules of pharmacological interest, obtained by a simple and non-agressive process.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الجليكوسامينوجليكان (GAG)، بما في ذلك حمض الهيالورونيك (HA) وكبريتات ديرماتان (DS) وكبريتات شوندروتن (CS) هي مكونات أساسية لأنسجة العظام والغضاريف. وجد CS المعزول عن الأنسجة الغضروفية لمختلف الحيوانات تطبيقًا في المستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل والصناعات الغذائية. في الجزء الأول من العمل الحالي، تم استخدام ثلاث طرق ومقارنتها لاستخراج وتنقية الجليكوسامينوجليكان (GAGs) من مسحوق الغضروف لأنواع بحرية غضروفية محلية «Scyliorhinus canicula». سيتم استغلال أحد هذه المجموعات، كبريتات شوندروتن (CS)، لتطوير نوع مضاد لالتهاب المفاصل بناءً على طلب صناعة الأدوية التعاونية. وبالتالي، يجب أن يفي هذا المكون النشط بالمتطلبات والاختبارات التي وصفتها دستور الأدوية الأوروبي (Ph. Eur.). يتم التعامل مع هذه الاختبارات في الجزء الثاني من هذا العمل. من بين الطرق الثلاث التي تم تطبيقها في العمل الحالي، من أجل تحسين أفضل عملية لتحضير GAG، تم العثور على التحلل المائي الأنزيمي مع الغراء متبوعًا بنزع البروتين باستخدام حمض ثلاثي كلورو أسيتيك (TCA). كشف فصل GAGs المستخرجة باستخدام الرحلان الكهربائي لهلام الأغاروز، وتحديد النطاقات بواسطة التحليل الطيفي لتحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FT - IR)، أن GAGs الغضروفية لـ «Scyliorhinus canicula» هي كبريتات شوندروتن حصريًا (CS) وكبريتات ديرماتان (DS)، بنسب 12.889 و 87.111 ٪ على التوالي، وأن CS من النوع C. توفر تقنية الاستخراج مع الغراء منتجًا يحتوي على محتوى GAGs بحوالي 90 ٪. نتج عن إزالة البروتين من TCA أدنى مستوى من البروتين (2.8 ٪) في GAGs المستخرجة، أقل من 3 ٪، وهو المعيار المطلوب من قبل دستور الأدوية الأوروبي (Ph. يورو). يقترح اختبار كلوريد الستيل بيريدينيوم (CPC) أن تقنية المعايرة، على الرغم من تقديمها من قبل درجة الحموضة. يورو. لتحديد محتوى CS، ليست طريقة دقيقة، وأن القيم التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة HPLC المحسنة والمصادق عليها، الموضحة في هذا العمل، أكثر دقة. المكون النشط المستخرج والمنقى يتوافق تمامًا مع الاختبارات التي وصفها PH. Eur. تشير النتائج إلى أن المنتج المشترك لـ Scyliorhinus canicula سيكون مصدرًا مثاليًا للجزيئات ذات الأهمية الدوائية، والتي يتم الحصول عليها من خلال عملية بسيطة وغير انتقامية.Translated Description (French)
Les glycosaminoglycanes (GAGs), y compris l'acide hyaluronique (HA), le dermatane sulfate (DS) et le sulfate de chondroïtine (CS) sont des composants essentiels des tissus osseux et cartilagineux. La CS isolée du tissu cartilagineux de divers animaux a trouvé une application dans les industries pharmaceutiques, cosmétiques et alimentaires. Dans la première partie du présent travail, trois méthodes ont été utilisées et comparées pour extraire et purifier les glycosaminoglycanes (GAGs) de la poudre de cartilage d'une espèce marine cartilagineuse locale « Scyliorhinus canicula ». L'un de ces GAGs, le sulfate de chondroïtine (CS), sera exploité pour le développement d'un générique anti-ostéoarthrite à la demande d'une industrie pharmaceutique collaborative. Ainsi cet actif doit répondre aux exigences et tests décrits par la Pharmacopée Européenne (Ph. Eur.). Ces tests sont traités dans la deuxième partie de ce travail. Parmi les trois méthodes qui ont été appliquées dans le présent travail, afin d'optimiser le meilleur procédé de préparation des GAGs, l'hydrolyse enzymatique à la papaïne suivie d'une déprotéinisation à l'acide trichloroacétique (TCA) a été trouvée la meilleure. La séparation des GAGs extraits par électrophorèse sur gel d'agarose, et l'identification des bandes par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), ont révélé que les GAGs cartilagineux de « Scyliorhinus canicula » sont exclusivement du sulfate de chondroïtine (CS) et du sulfate de dermatane (DS), avec des proportions de 12,889 et 87,111% respectivement, et que CS est de type C. La technique d'extraction à la papaïne fournit un produit avec une teneur en GAGs d'environ 90%. La déprotéinisation du TCA a donné le niveau de protéine le plus bas (2,8%) dans les GAGs extraits, moins de 3%, ce qui est la norme requise par la Pharmacopée Européenne (Ph. Eur.). Le dosage du chlorure de cétylpyridinium (CPC) suggère que la technique de titrage, bien qu'introduite par le Ph. Eur. pour la détermination de la teneur en CS, n'est pas une méthode précise, et que les valeurs obtenues par la méthode HPLC optimisée et validée, décrite dans ce travail, sont plus exactes.Le principe actif extrait et purifié est parfaitement conforme aux tests décrits par le Ph. Eur. Les résultats suggèrent que le coproduit de Scyliorhinus canicula serait une source parfaite de molécules d'intérêt pharmacologique, obtenues par un procédé simple et non agressif.Translated Description (Spanish)
Los glicosaminoglicanos (GAG), incluidos el ácido hialurónico (HA), el sulfato de dermatán (DS) y el sulfato de condroitina (CS), son componentes esenciales de los tejidos óseos y cartilaginosos. El CS aislado del tejido cartilaginoso de varios animales ha encontrado aplicación en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria. En la primera parte del presente trabajo, se utilizaron tres métodos y se compararon para extraer y purificar glicosaminoglicanos (GAG) del polvo de cartílago de una especie marina cartilaginosa local «Scyliorhinus canicula». Uno de estos GAG, el sulfato de condroitina (CS), se explotará para el desarrollo de un genérico contra la osteoartritis a petición de una industria farmacéutica colaborativa. Por lo tanto, este ingrediente activo debe cumplir con los requisitos y pruebas descritos por la Farmacopea Europea (Ph. Eur.). Estas pruebas se tratan en la segunda parte de este trabajo. Entre los tres métodos que se han aplicado en el presente trabajo, con el fin de optimizar el mejor proceso para la preparación de GAGs, se encontró la mejor hidrólisis enzimática con papaína seguida de desproteinización con ácido tricloroacético (TCA). La separación de los GAG extraídos mediante electroforesis en gel de agarosa, y la identificación de bandas mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), revelaron que los GAG de cartílago de « Scyliorhinus canicula» son exclusivamente sulfato de condroitina (CS) y sulfato de dermatano (DS), con proporciones de 12.889 y 87.111% respectivamente, y que el CS es de tipo C. La técnica de extracción con papaína proporciona un producto con un contenido de GAG de alrededor del 90%. La desproteinización de TCA arrojó el nivel más bajo de proteína (2.8%) en los GAG extraídos, menos del 3%, que es el estándar requerido por la Farmacopea Europea (Ph. Eur.) .Elensayo de cloruro de cetilpiridinio (CPC) sugiere que la técnica de titulación, aunque es introducida por la Ph. Eur. para la determinación del contenido de CS, no es un método preciso, y que los valores obtenidos por el método de HPLC optimizado y validado, descrito en este trabajo, son más exactos. El ingrediente activo extraído y purificado se ajusta perfectamente a las pruebas descritas por la Ph. Eur. Los resultados sugieren que el coproducto de Scyliorhinus canicula sería una fuente perfecta de moléculas de interés farmacológico, obtenidas por un proceso simple y no agresivo.Files
s12575-019-0113-1.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:61bdff33bc50a6bb15d921d1966d88bf
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جليكوسامينوجليكان من المنتجات المشتركة لـ «Scyliorhinus canicula »: الاستخراج والتنقية في إشارة إلى متطلبات دستور الأدوية الأوروبي
- Translated title (French)
- Glycosaminoglycanes à partir de coproduits de « Scyliorhinus canicula » : extraction et purification en référence à l'exigence de la pharmacopée européenne
- Translated title (Spanish)
- Glicosaminoglicanos de coproductos de «Scyliorhinus canicula»: extracción y purificación en referencia al requisito de la farmacopea europea
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3005111929
- DOI
- 10.1186/s12575-019-0113-1
References
- https://openalex.org/W122271
- https://openalex.org/W1498931311
- https://openalex.org/W1665229127
- https://openalex.org/W1721550440
- https://openalex.org/W192172582
- https://openalex.org/W1932340396
- https://openalex.org/W1975629128
- https://openalex.org/W1976337994
- https://openalex.org/W1994376221
- https://openalex.org/W1994971701
- https://openalex.org/W1997924316
- https://openalex.org/W1999652145
- https://openalex.org/W2003693416
- https://openalex.org/W2004878297
- https://openalex.org/W2012027930
- https://openalex.org/W2013379505
- https://openalex.org/W2014281089
- https://openalex.org/W2017403861
- https://openalex.org/W2017636720
- https://openalex.org/W2018309586
- https://openalex.org/W2023098638
- https://openalex.org/W2027201328
- https://openalex.org/W2029169777
- https://openalex.org/W2031485832
- https://openalex.org/W2039129200
- https://openalex.org/W2041670862
- https://openalex.org/W2047622806
- https://openalex.org/W2049337736
- https://openalex.org/W2050380871
- https://openalex.org/W2050520339
- https://openalex.org/W2053342507
- https://openalex.org/W2056147134
- https://openalex.org/W2060736046
- https://openalex.org/W2065472928
- https://openalex.org/W2076588119
- https://openalex.org/W2080744733
- https://openalex.org/W2081316454
- https://openalex.org/W2083321745
- https://openalex.org/W2117360490
- https://openalex.org/W2119868405
- https://openalex.org/W2121319738
- https://openalex.org/W2126648889
- https://openalex.org/W2126728920
- https://openalex.org/W2135532785
- https://openalex.org/W2140021776
- https://openalex.org/W2145328473
- https://openalex.org/W2151403735
- https://openalex.org/W2153801001
- https://openalex.org/W2162435517
- https://openalex.org/W2167433670
- https://openalex.org/W2319982662
- https://openalex.org/W2526629344
- https://openalex.org/W2618196413
- https://openalex.org/W4229810505
- https://openalex.org/W4236462072