The conjugation of serotype 31 pneumococcal polysaccharide and CRM197 in N,N-dimethylformamide

Abstract

Traditionally, PCV (pneumococcal conjugate vaccine) was prepared by the coupling of aldehyde-activated polysaccharide, with a carrier protein via NaCNBH3 (sodium cyanoborohydride) mediated reductive amination in water. However, the reaction is very slow and may take up to several days, which is a significant burden for pharmaceutical companies. Here we report the detailed reaction process of the reductive amination of structurally reassigned serotype 31 polysaccharide and cross reacting material (CRM197) in an organic solvent (N,N-dimethylformamide, DMF) by using STAB (sodium triacetoxyborohydride). The product has been characterized by size exclusion chromatography, nuclear magnetic resonance and transmission electron microscopy. Compared with the traditional method, the reaction can finish within hours and elicited a comparable immune response. The new strategy has the potential of being applied in the preparation of next-generation polysaccharide conjugate vaccines.

Resumen

Tradicionalmente, la PCV (vacuna neumocócica conjugada) se ha preparado mediante acoplamiento de un polisacárido activado por aldehído y una proteína portadora a través de la aminación reductora en agua mediada por NaCNBH3 (sodium cianoborohidruro de sodio). Sin embargo, la reacción es muy lenta, pudiendo prolongarse varios días, lo cual supone una carga significativa para las compañías farmacéuticas. Reportamos aquí el proceso detallado de la reacción de aminación reductora del polisacárido del serotipo 31 estructuralmente reasignado y el material de reacción cruzada (CRM197) en un disolvente orgánico (N,N-dimetilformamida, DMF) utilizando STAB (triacetoxiborohidruro de sodio). El producto ha sido caracterizado mediante cromatografía de exclusión de tamaño, resonancia magnética nuclear y microscopio electrónico de transmisión. En comparación con el método tradicional, la reacción puede finalizar en horas, suscitando una respuesta inmunológica comparable. La nueva estrategia tiene el potencial de aplicarse en la preparación de vacunas polisacáridas conjugadas de nueva generación.