소 가죽 유래 Type I Collagen 생산 공정에서 바이러스 불활화

Abstract

세포치료제 또는 조직공학제제에 사용되는 동물 유래 콜라겐은 원료물질 유래 바이러스가 오염될 가능성이 있기 때문에 생산과정 중 바이러스가 오염되지 않도록 하여야 한다. 이를 위해 콜라겐 생산공정은 오염될 가능성이 있는 바이러스들을 불활화 하거나 제거하는 과정을 포함하여야 하며, 바이러스 불활화/제거 능력은 제품의 안전성을 보증하는 중요한 지표로 사용된다. 본 연구의 목적은 소 가죽을 원료로 하여 type I 콜라겐을 생산하는 공정에서 소 유래 바이러스들의 불활화/제거 효능을 평가하는 데 있다. 이를 위해 70% 에탄올 처리 공정과 펩신 처리 공정(pH 2)에서 바이러스 불활화 효과를 평가하였다. 바이러스 불활화 효과 평가를 위해 bovine herpes virus (BHV), bovine viral diarrhoea virus (BVDV), bovine parainfluenza 3 virus (BPIV-3), bovine parvovirus (BPV)를 모델 바이러스로 선정하였다. 바이러스 불활화를 위해 24시간 동안 70% 에탄올을 처리하는 공정에서 BHV, BVDV, BPIV-3, BPV 모두 처리 1시간 안에 검출 한계 이하로 불활화되었으며, 바이러스 로그 감소 값은 각각 <TEX>${\geq}5.58$</TEX>, <TEX>${\geq}5.32$</TEX>, <TEX>${\geq}5.11$</TEX>, <TEX>${\geq}3.42$</TEX>이었다. 또한 소 조직으로부터 콜라겐을 추출하기 위한 14일간의 펩신 처리 공정에서 BHV, BVDV, BPIV-3, BPV 모두 처리 5일 안에 검출한계 이하로 불활화되었으며, 바이러스 로그 감소 값은 각각 <TEX>${\geq}7.08$</TEX>, <TEX>${\geq}6.60$</TEX>, <TEX>${\geq}5.60$</TEX>, <TEX>${\geq}3.59$</TEX>이었다. 두 공정에서 BHV, BVDV, BPIV-3, BPV의 누적 바이러스 로그 감소 값은 각각 <TEX>${\geq}12.66$</TEX>, <TEX>${\geq}11.92$</TEX>, <TEX>${\geq}10.71$</TEX>, <TEX>${\geq}7.01$</TEX>이었다. 이상의 결과에 의하면, 소 가죽 유래 type I 콜라겐제조공정은 바이러스 안전성 보증을 위한 충분한 바이러스 불활화 능력을 가지고 있는 것으로 판단된다. Most types of collagen used for biomedical applications, such as cell therapy and tissue engineering, are derived from animal tissues. Therefore, special precautions must be taken during the production of these proteins in order to assure against the possibility of the products transmitting infectious diseases to the recipients. The ability to remove and/or inactivate known and potential viral contaminants during the manufacturing process is an ever-increasingly important parameter in assessing the safety of biomedical products. The purpose of this study was to evaluate the efficacies of the 70% ethanol treatment and pepsin treatment at pH 2.0 for the inactivation of bovine viruses during the manufacture of collagen type I from bovine hides. A variety of experimental model viruses for bovine viruses including bovine herpes virus (BHV), bovine viral diarrhea virus (BVDV), bovine parainfluenza 3 virus (BPIV-3), and bovine parvovirus (BPV), were chosen for the evaluation of viral inactivation efficacy. BHV, BVDV, BPIV-3, and BPV were effectively inactivated to undetectable levels within 1 h of 70% ethanol treatment for 24 h, with log reduction factors of <TEX>${\geq}5.58$</TEX>, <TEX>${\geq}5.32$</TEX>, <TEX>${\geq}5.11$</TEX>, and <TEX>${\geq}3.42$</TEX>, respectively. BHV, BVDV, BPIV-3, and BPV were also effectively inactivated to undetectable levels within 5 days of pepsin treatment for 14 days, with the log reduction factors of <TEX>${\geq}7.08$</TEX>, <TEX>${\geq}6.60$</TEX>, <TEX>${\geq}5.60$</TEX>, and <TEX>${\geq}3.59$</TEX>, respectively. The cumulative virus reduction factors of BHV, BVDV, BPIV-3, and BPV were <TEX>${\geq}12.66$</TEX>, <TEX>${\geq}11.92$</TEX>, <TEX>${\geq}10.71$</TEX>, and <TEX>${\geq}7.01$</TEX>. These results indicate that the production process for collagen type I from bovine hides has a sufficient virus-reducing capacity to achieve a high margin of virus safety.