Endotoksinas yra dažnas medicinos produktų teršalas, gaunamas iš bakterijų. Endotoksino gali atsirasti dėl gamybos proceso sudedamųjų dalių arba dėl atsitiktinio produkto užteršimo. Endotoksinas gali sukelti endotoksinį arba septinį šoką, audinių pažeidimą ir net mirtį. Todėl prieš patvirtinant vaisto išleidimą būtina pašalinti endotoksinus, kad vaisto gavėjas nesukeltų ligos.
Endotoksinų užteršimas atsiranda, kai gamybos procese yra arba buvo tam tikra bakterijų grupė, vadinama gramneigiamomis bakterijomis. Kadangi bakterijos paprastai skirstomos į dvi grupes – gramneigiamos ir gramteigiamos, gramneigiamos bakterijos yra labai dažnos. Gram neigiamas žymėjimas atsiranda dėl bakterijų atsiradimo po specifinio dažymo proceso, vadinamo Gramo dažymu. Endotoksino yra visose gramneigiamose bakterijose, nepaisant to, ar jos sukelia ligą.
Išorinėje gramneigiamos bakterijos dalyje yra lipopolisacharidų (LPS), kurie naudojami struktūriniam stabilumui užtikrinti. Endotoksinas reiškia šią LPS bakterijos dalį. Pavyzdžiui, E. coli ląstelėje yra apie 2 mln. LPS molekulių. LPS yra ne tik gyvų ar negyvų bakterijų ląstelėse, bet ir nuolat patenka į aplinką. Išsiskyrimas vyksta bakterijos augimo ir dalijimosi metu ir kai ląstelė miršta.
LPS molekulė turi netiesiogiai žalingą poveikį organizmui. Endotoksinas sąveikauja su imunine sistema, jungdamasis su kraujo ląstelėmis, vadinamomis makrofagais ir monocitais. Šis jungimasis sukelia uždegiminį atsaką, atpalaiduodamas tokius veiksnius kaip interleukinas-6, interleukinas-1 ir naviko nekrozės faktorius. Šis uždegiminis atsakas sukelia karščiavimą, o kartais ir endotoksinį šoką bei mirtį.
Šie pavojingi poveikiai atsiranda vartojant vieną didelę endotoksino dozę arba pakartotinai naudojant mažesnį poveikį. 1 nanogramo LPS dozė viename mililitre produkto gali sukelti endotoksinę reakciją žinduoliams, kai preparatas suleidžiamas į veną. Žmonėms, sergantiems tokiomis ligomis kaip AIDS, leukemija ar diabetas, ypač gresia endotoksinis šokas.
Genetiškai modifikuotos gramneigiamos bakterijos reguliariai naudojamos biologiškai aktyvių baltymų ir peptidų gamyboje. LPS molekulių buvimas tiek gaminančiose ląstelėse, tiek aplinkinėje kultūroje reiškia, kad produktą reikia išvalyti ir pašalinti endotoksinus. Lipopolisacharidas yra labai stabili molekulė, palyginti su baltymais, atspari ekstremaliam pH ir temperatūrai, todėl endotoksinų pašalinimui reikia sudėtingų pašalinimo metodų. Todėl gamintojai naudoja tokius metodus kaip jonų mainų chromatografija, ultrafiltravimas ir chromatografija membrana, kad pašalintų arba sumažintų iki priimtino lygio endotoksiną.