Optimalizace buněčné integrity E. coli pro výrobu biofarmak

V oblasti biofarmaceutik hraje Escherichia coli (E. coli) zásadní roli jako hostitel pro expresi rekombinantních proteinů. Buněčná integrita E. coli je rozhodující pro výtěžek proteinu, kvalitu a výrobní náklady. Tato integrita zahrnuje především strukturu a funkci vnitřní membrány (IM) a vnější membrány (OM).

Yaohai Bio-Pharma má za sebou 15 let fermentace E. coli a exprese rekombinantního proteinu. K udržení vysoké buněčné integrity E. coli používáme různé strategie, výtěžek plazmidu přesahuje 1 g/l během kultivačního cyklu 30 hodin. Na základě rozsáhlých zkušeností s mikrobiální expresí shrnul Yaohai Bio-Pharma několik účinných strategií pro monitorování a zlepšování buněčné integrity E. coli během biofarmaceutické produkce.

Techniky pro monitorování buněčné integrity E. coli

Průtoková cytometrie: Využívá fluorescenční barviva k rozlišení buněčných stavů, jako je propidium jodid pro detekci životaschopnosti buněk a SYTO9 pro hodnocení permeability OM. Vyžaduje však vysoké náklady na skvrny a složité operace.

Kolorimetrické metody: Odrážejte buněčnou lýzu detekcí obsahu DNA, enzymových aktivit atd. v supernatantu, jako je použití reagenční sady PicoGreen a testy aktivity alkalické fosfatázy. Tyto metody jsou však těžkopádné a vyžadují drahá činidla.

Vysoce výkonná kapalinová chromatografie: Používá se pro offline detekci koncentrací extracelulárního produktu k posouzení úniku OM. Jeho automatizace je však složitá a doba analýzy je dlouhá.

Techniky vibrační spektroskopie: Jako je spektroskopie blízkého infračerveného záření a středního infračerveného záření, které mají potenciální aplikace, ale vyžadují překonání problémů se spektrální interferencí a analýzou dat.

Dielektrická spektroskopie: Posuzuje integritu membrány měřením impedance buněčných suspenzí, což umožňuje online monitorování v reálném čase. Je však náchylný na rušení a kalibrace je obtížná.

Biosenzory: Mohou detekovat sloučeniny unikající z buněk nebo periplazmy, ale čelí problémům, jako jsou potíže s regenerací senzorů.

Měření viskozity a hustoty: Nízké náklady a rychlé analýzy, ale postrádají selektivitu a pro posouzení vyžadují zvážení údajů z více šarží.

Faktory ovlivňující buněčnou integritu

Kmenové inženýrství: Mění integritu OM prostřednictvím genetického inženýrství, jako jsou mutující lipoproteinové geny, ale může ovlivnit růst kmene.

Indukovaný stres: Nadměrná exprese rekombinantních proteinů vede k metabolické zátěži, která ovlivňuje buněčnou fyziologii. Proto je nutná rozumná regulace úrovní exprese.

Rychlost podávání substrátu: Nadměrně vysoká i nízká rychlost podávání ovlivňuje buněčnou lýzu a integritu OM.

Teplota a provzdušňování: Vysoké teploty a nízká dostupnost kyslíku zvyšují expresní napětí a únik OM, ale konkrétní účinky se liší.

Osmotika: Používá se k uvolnění periplazmatických proteinů, ale poškozuje životaschopnost buněk a omezuje jejich aplikaci.

Závěr Budoucí výzkum se musí hlouběji ponořit do mechanismů a podmínek opravy membrány, aby bylo možné přesně kontrolovat integritu buněčné membrány. Očekává se, že optimalizace monitorovacích metod a analýza ovlivňujících faktorů zvýší kvalitu produktů, a tím posílí rozvoj biofarmaceutického průmyslu.

Aktivně také hledáme institucionální nebo individuální globální partnery. Nabízíme nejkonkurenceschopnější kompenzaci v oboru. Máte-li jakékoli dotazy, neváhejte nás kontaktovat na [email protected]