طرق لتحسين إنتاجية pDNA

إنتاج الحمض النووي البلازميدي (pDNA) يعتمد على إعادة التشكيل الوراثي، والذي يتضمن ربط الجين المستهدف والعناصر الأخرى لتكوين هيكل دائري مغلق بالتآلف. تخمير الكثافة العالية للخلايا إيشيريشيا كولاي والت정ية هما الطريقتان الأساسيتان لإنتاج pDNA.

تطوير علاج الخلايا والجينات (CGT) وmRNA قد أتاح المزيد من الاحتمالات لمنع الأمراض الوبائية وعلاج الأمراض النادرة. الإنتاج الصناعي لـ CGT وmRNA يتطلب pDNA ذات جودة عالية . لذلك، تحسين التخمير لـ إي. كولاي وإنتاج كميات كبيرة من pDNA هامتان لتحقيق فعالية تكلفة لقاحات/الأدوية CGT وmRNA.

1. زيادة الطلب على pDNA

وفقًا لتقرير سوق تصنيع الحمض النووي البلازميدي في الولايات المتحدة، من المتوقع أن ينمو سوق العلاجات الخلوية والوراثية (CGT) من 7.2 مليار دولار أمريكي في عام 2023 إلى 23.3 مليار دولار أمريكي في عام 2028. علاوة على ذلك، سيصبح العلاج الجيني الاتجاه المهيمن لعلاجات CGT. يتم الموافقة على عدد متزايد من علاجات CGT لإطلاقها في السوق، وتدخل المزيد من الخطوط الإنتاجية المرحلة السريرية. نتيجة لذلك، فإن الطلب على الحمض النووي البلازميدي (pDNA) في ازدياد.

بالإضافة إلى علاجات CGT، يعتبر الحمض النووي البلازميدي (pDNA) مادة خام أساسية لإنتاج لقاحات mRNA. مع الابتكار المستمر في تقنية mRNA في مجالات لقاحات الأمراض المعدية، لقاحات السرطان، وعلاجات الأمراض النادرة، فإن الطلب على pDNA سيستمر في النمو بسرعة.

2. طرق لتحسين إنتاجية pDNA

مع زيادة الطلب على الحمض النووي البلازميدي، يركز تطوير التكنولوجيا الحالي على تحسين استراتيجيات التخمير لتحسين إنتاجية pDNA. الشروط الرئيسية لتطوير العملية الصناعية العلوية تشمل مكونات وسط النمو، درجة الحرارة، pH، الأكسجين الذائب (DO)، معدل الإنتاج المحدد، واستراتيجيات التغذية الدفعة.

وسط النمو: وسط النمو المستخدم في تخمير إي. كولاي المستخدم في إنتاج البلازميدات عادة ما يكون وسطاً شبه صناعي. يتكون من مصادر الكربون، مصادر النيتروجين، الأملاح المعدنية، والعناصر الدقيقة. من بينها، أنواع مصادر الكربون والنيتروجين تعتبر حاسمة لنمو إي. كولاي والتراكم المنتج. المصادر الكربونية الشائعة هي الجلوكوز والجلسرين، ومصادر النيتروجين تشمل المصادر العضوية وغير العضوية. بالإضافة إلى ذلك، نسبة الكربون إلى النيتروجين المرتفعة جدًا (C/N) يمكن أن تبطئ نمو السلالة البكتيرية، بينما نسبة C/N المنخفضة جدًا يمكن أن تعزز النمو السريع ولكنها تحد من تراكم المنتج.

درجة الحرارة : درجة الحرارة المثلى لنمو إي. كولاي هي 37°C. ومع ذلك، يمكن استخدام درجات حرارة أقل (30-37°C) في التخمير الدُفعة لخفض معدل الإنتاج المحدد الأقصى، مما يزيد من تكرار البلازميد. بالنسبة للبلازميدات الحساسة للحرارة، زيادة درجة الحرارة إلى 42°C يمكن أن تؤدي إلى مضاعفة عدد نسخ البلازميد.

pH : الـ pH الأمثل لنمو إي. كولاي هو 7±0.2. يتم عادةً الحفاظ على pH مزيج التخمير بواسطة مضخات حمضية قاعدية.

DO : النطاق النقدي لتركيز الأكسجين الذائب ل إي. كولاي هو 20%-30%. يمكن للأكسجين الذائب غير الكافي أن يؤدي إلى إنتاج زائد لحمض الخليك، مما يؤثر على نمو البكتيريا وقد يؤدي حتى إلى ذوبان البكتيريا الذاتي. يمكن للأكسجين الذائب الزائد أن يتسبب بالتسمم بالأكسجين. العوامل التي تؤثر على الأكسجين الذائب تشمل سرعة التحريك ومعدل التهوية وما إلى ذلك.

استراتيجية التغذية بالدُفعات : غالبًا ما يتم اختيار التخمير بالتغذية بالدُفعات لإنتاج البلازميدات. أولاً، فهو يساعد في تحقيق تخمير كثافة خلايا عالية ل إي. كولاي، مما يؤدي إلى زيادة كتلة الحيوية، والتي تشكل الأساس لزيادة الإنتاجية. ثانيًا، التطور السريع جدًا لبكتيريا إشريكية القولون يؤثر على استقرار البلازميد. يمكن أن يساعد إضافة العناصر الغذائية المحدودة باستخدام نظام fed-batch في التحكم المنطقي في معدل النمو إي. كولاي ، مما يعزز من إنتاجية البلازميد. استراتيجية التحكم DO-stat تُستخدم بشكل شائع لتنظيم نظام fed-batch أثناء تخمير البلازميد. هناك أيضًا أبحاث تشير إلى إمكانية استخدام استراتيجية pH-stat.

3. الخدمات التي تقدمها Yaohai Bio-Pharma

طورت Yaohai Bio-Pharma منصة ناضجة لإنتاج البلازميد. بالإضافة إلى ذلك، قامت Yaohai Bio-Pharma بتحسين وسط الت culturing الأساسي، وسط التغذية، واستراتيجية التحكم في التخمير. خلال دورة زراعة مدتها 30 ساعة، تتجاوز إنتاجية البلازميد 1g/L.

بالإضافة إلى ذلك، تمتلك Yaohai Bio-Pharma القدرة على تقديم حلول تنظيم العمليات بناءً على طرق العامل الواحد أو تصميم التجارب (DoE) لمختلف البلازميدات والبكتيريا المضيفة. تهدف Yaohai Bio-Pharma إلى تلبية متطلبات العملاء من حيث إنتاجية البلازميد وجودته العالية.

كما أن شركة ياوهاي بيو-فارما تبحث بنشاط عن شركاء عالميين سواء كانوا مؤسسات أو أفراد وتقدم أكثر التعويضات تنافسية في الصناعة. إذا كان لديك أي أسئلة، يرجى التواصل دون تردد على: [email protected]