Optimalizace buněčné integrity E. coli pro biopharmaceutickou produkci

V oboru biofarmaceutiků hraje bakterie Escherichia coli (E. coli) klíčovou roli jako nosná buňka pro expresi rekombinantních bílkovin. Celobuněčná integrity E. coli je kritická pro výnos, kvalitu a náklady na produkci bílkovin. Tato integrity převážně zahrnuje strukturu a funkci vnitřní membrány (IM) a vnější membrány (OM).

Yaohai Bio-Pharma má 15 let zkušeností s fermentací E. coli a expresí rekombinantních bílkovin. Používáme různé strategie k udržení vysoké celobuněčné integrity E. coli, čímž překročíme výnos plazmidu 1 g/l během cyklu pěstby trvajícího 30 hodin. Na základě rozsáhlého zkušeností s mikrobiální expresí shrnula Yaohai Bio-Pharma několik účinných strategií pro monitorování a zlepšování celobuněčné integrity E. coli během produkce biofarmaceutik.

Techniky pro monitorování celobuněčné integrity E. coli

Cytometrie proudem: Používá fluorescenční barvy pro diferenciaci buněčných stavů, jako je propidiová jodid pro detekci buněční viability a SYTO9 pro posouzení pronikavosti OM. Vyžaduje však vysoké náklady na barvy a složité operace.

Kolorimetrické metody: Odrážejí buněčné lysát poměřením DNA obsahu, enzymové aktivity atd. v supernatantu, jako je použití sady reagentů PicoGreen a testy aktivit alkalické fosfatázy. Tyto metody jsou však náročné a vyžadují drahé reagenty.

Vysokoefektivní kapalná chromatografie: Používá se pro mimořádnou detekci koncentrací extracelulárních produktů pro posouzení úniku OM. Avšak její automatizace je složitá a doba analýzy je dlouhá.

Vibrační spektroskopické techniky: Jakože blíževiditelná a středněinfradobová spektroskopie, které mají potenciální aplikace, ale je třeba překonat problémy s interferencemi spektra a analýzou dat.

Dielektrická spektroskopie: Posuzuje integrity membrány měřením impedance buněčných vzdornin, čímž umožňuje reálnou časovou online kontrolu. Nicméně je citlivá na rušivé vlivy a kalibrace je obtížná.

Biosenzory: Dokážou detekovat látky uniklé z buněk nebo periplazu, ale mají problémy jako obtížné regenerování senzoru.

Měření viskozity a hustoty: Jsou nízké náklady a rychlá analýza, ale chybí jim selektivita a je třeba brát v úvahu více dávkových dat pro posudky.

Faktory ovlivňující buněčnou integritu

Genetické inženýrství: Mění integrity OM prostřednictvím genetické modifikace, například mutací lipoproteinových genů, ale může ovlivnit růst šťávy.

Indukovaný stres: Přebytečná expanze rekombinantních bílkovin způsobuje metabolické břemeno, což ovlivňuje buněčnou fyziologii. Proto je nutné rozumné regulování úrovní expresí.

Rychlost krmení substrátem: Oba příliš vysoké i nízké rychlosti krmení ovlivňují buněčnou lyzi a integritu OM.

Teplota a aerace: Vysoké teploty a nízká dostupnost kyslíku zvyšují stres vyjadřování a únik OM, respektive, ale konkrétní účinky se liší.

Osmotika: Používají se k uvolnění periplazmatických bílkovin, ale poškozují životaschopnost buněk, což omezuje jejich použití.

Závěr: Budoucí výzkum musí hlouběji proniknout do mechanismů a podmínek opravy membrán, aby přesně řídil integrity buněčných membrán. Optimalizace metod monitorování a analýza ovlivňujících faktorů by měla zlepšit kvalitu produktu a tak podpořit rozvoj biomedicínského průmyslu.

Hledáme také aktivně institucionální nebo individuální globální partnery. Nabízíme nejvyšší odměnu v odvětví. Pokud máte jakékoliv otázky, neváhejte nás kontaktovat na [email protected]