Endotoksin bakterilerden türetilen tıbbi ürünlerin yaygın bir kirleticidir. Endotoksinin varlığı, imalat işleminin kendine has bileşenlerinden veya ürünün yanlışlıkla kirlenmesinden gelebilir. Endotoksin, endotoksik - veya septik - şok, doku hasarı ve hatta ölüme neden olabilir. Bu nedenle, ilacın salınması için onaylanmadan önce endotoksin uzaklaştırılması, bir ilacın alıcısında hastalığa neden olmamak için gereklidir.
Endotoksin kontaminasyonu, Gram negatif bakteri adı verilen belirli bir bakteri grubu var olduğunda veya üretim sürecinde mevcut olduğunda meydana gelir. Genelde bakteri iki gruba ayrılırken, Gram negatif ve Gram pozitif, Gram negatif bakteriler son derece yaygındır. Gram negatif ataması, Gram boyası adı verilen belirli bir boyama işleminden sonra bakterilerin görünümünden kaynaklanır. Endotoksin, tüm Gram negatif bakterilerde, hastalığa neden olup olmadıklarına bakılmaksızın bulunur.
Gram negatif bir bakterinin dış kısmı, yapısal stabilite için kullanılan lipopolisakaritleri (LPS) içerir. Endotoksin, bakterinin bu LPS kısmına karşılık gelir. Örneğin, bir E. coli hücresi yaklaşık 2 milyon LPS molekülü içerir. LPS sadece yaşayan veya ölü bakteri hücrelerinde bulunmaz, aynı zamanda sürekli olarak çevreye salınır. Serbest bırakma, bakterinin büyümesi ve bölünmesi sırasında ve hücre öldüğünde gerçekleşir.
LPS molekülü vücut üzerinde dolaylı olarak zararlı bir etkiye sahiptir. Endotoksin, makrofaj ve monosit adı verilen kandaki hücrelerle bağlanma yoluyla bağışıklık sistemi ile etkileşime girer. Bu bağlanma, interlökin-6, interlökin-1 ve tümör nekroz faktörü gibi faktörleri serbest bırakarak iltihabik bir tepkiye neden olur. Bu enflamatuar cevap ateşe ve bazen endotoksik şoka ve ölüme neden olur.
Bu tehlikeli etkiler, tek bir yüksek endotoksin dozu ile veya tekrarlanan daha düşük maruz kalma seviyeleri ile ortaya çıkar. Mililitre ürün başına 1 nanogramlık bir LPS dozu, ürün intravenöz olarak enjekte edildiğinde memelilerde endotoksik bir reaksiyona neden olabilir. AIDS, lösemi veya diyabet gibi hastalıkları olan kişiler özellikle endotoksik şok riski altındadır.
Genetiği değiştirilmiş Gram negatif bakteriler biyolojik olarak aktif protein ve peptidlerin üretiminde düzenli olarak kullanılır. Hem üretici hücrelerde hem de çevresindeki kültürde LPS moleküllerinin varlığı, ürünün saflaştırılması ve endotoksin uzaklaştırılması gerektirdiği anlamına gelir. Lipopolisakarit, proteinlere kıyasla, aşırı pH ve sıcaklıklara dirençli çok kararlı bir moleküldür, bu nedenle endotoksin giderimi, kompleks giderim tekniklerini gerektirir. Bu nedenle üreticiler endotoksinin çıkarılması veya kabul edilebilir bir seviyeye indirgenmesi için iyon değiştirme kromatografisi, ultrafiltrasyon ve membran bazlı kromatografi gibi yöntemler kullanırlar.
