Metoder til forbedring af udbyttet af pDNA

Produktionen af plasmid-DNA (pDNA) bygger på genetisk rekomposition, hvilket indebærer at forbinde det målrettede gen og andre elementer for at danne en kovalent lukket cirkulær struktur. Fermentering af høj celletæthed af Escherichia Coli og renning er de vigtigste måder at producere pDNA.

Udviklingen inden for celle- og gentherapi (CGT) og mRNA har åbnet flere muligheder for at forebygge epidemiske sygdomme og behandle sjældne sygdomme. Den industrielle produktion af CGT og mRNA kræver høj-kvalitets pDNA . Derfor, optimeret fermentering af E. coli og høj effekt af pDNA er afgørende for omkostningseffektiviteten af CGT og mRNA-vacciner/medicin.

1. Øget efterspørgsel efter pDNA

Ifølge rapporten om den amerikanske Plasmid-DNA-produktionsmarked, forventes CGT-markedet at vokse fra 7,2 mia. USD i 2023 til 23,3 mia. USD i 2028. Desuden vil geneterapi blive den dominerende retning for CGT. Et stigende antal CGT-terapiers bliver godkendt til markedsintroduktion, og flere rørledninger går ind i klinisk fase. Som følge heraf stiger efterspørgslen efter pDNA kraftigt.

Udover CGT-terapiers er pDNA et afgørende råmaterialer til produktion af mRNA-vacciner. Med den fortsatte innovation inden for mRNA-teknologi på områderne infektionsvacciner, kræftvacciner og behandlinger af sjældne sygdomme vil efterspørgslen efter pDNA også vokse hurtigt.

2. Metoder til forbedring af pDNA-yield

Med den stigende efterspørgsel efter plasmid-DNA fokuserer den nuværende teknologisk udvikling på at optimere fermentationsstrategier for at forbedre udbyttet af pDNA. De nøgletilstande for udviklingen af opstrømsprocessen omfatter kultivemediumsbestanddele, temperatur, pH, opløst syre (DO), specifik produktionshastighed og fed-batch-strategier.

Kultivemedium: Kultivemediet til fermentation af E. coli brugt i plasmidproduktion er typisk et halv-syntetisk medium. Det består af kulstofkilder, nitrogenkilder, anorganiske salt og spormetal. Af disse er typerne af kulstof- og nitrogenkilder afgørende for væksten af E. coli og akkumuleringen af produkter. Almindelige kulstofkilder er glucose og glycerol, mens nitrogenkilder inkluderer både organiske og anorganiske nitrogenkilder. Desuden kan en for høj kulstof-nitrogen-forhold (C/N) føre til langsom vækst hos bakteriestammen, mens et for lavt C/N-forhold kan fremme hurtig vækst, men begrænse produktakkumulering.

Temperatur : Den optimale temperatur for væksten af E. coli er 37°C. Dog kan lavere temperature (30-37°C) bruges i batch-fermentering for at reducere den maksimale specifikke produktionshastighed, hvilket øger plasmidreplicationen. For varme-følsomme plasmider kan en stigning i temperaturen til 42°C inducere en fordobling af plasmidkopitallet.

pH : Den optimale pH for væksten af E. coli er 7±0.2. pH-værdien af fermentationsblandingen vedligeholdes normalt gennem sur-base-pumper.

Gør : Det kritiske område for opløst syre i E. coli er 20%-30%. Utilstrækkelig opløst syre kan føre til for meget produktion af etansyrligt, hvilket påvirker bakterievaekst og endda kan forårsage bakterieautolyse. For meget opløst syre kan forårsage syrgiftning. Faktorer, der påvirker opløst syre, inkluderer rørhastighed, aerationsrate osv.

Fed-batch strategi : Fed-batch fermentering vælges ofte til plasmidproduktion. For det første er det nyttigt for at opnå højcelleddens fermentation af E. coli, hvad resulterer i mere biomasse, som udgør grundlaget for en høj afkastning. For det andet påvirker den overdrevne hurtige vækst af Escherichia coli plasmidstabiliteten. Ved at tilføje restriktive næringsstoffer ved hjælp af fed-batch kan væksthastigheden kontrolleres rationelt. E. coli , hvilket forbedrer plasmidafkastningen. DO-stat kontrolstrategien anvendes hyppigt til at regulere fed-batch under plasmidfermentering. Der findes også forskning, der viser muligheden for pH-stat-strategien.

3. Tjenester tilbudt af Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma har udviklet en moden platform for plasmidproduktion. Desuden har Yaohai Bio-Pharma optimiseret det grundlæggende dyrkningsmedium, fødemedium og fermenteringskontrolstrategi. Inden for en dyrkningscyklus på 30 timer overstiger plasmidafkastningen 1 g/L.

I tilføjelse er Yaohai Bio-Pharma i stand til at levere processoptimeringsløsninger baseret på enkeltfaktormetoder eller Design of Experiments (DoE)-metoder for forskellige plasmider og værtsbakterier. Yaohai Bio-Pharma sigter mod at opfylde kundernes krav om høj plasmidudbytte og kvalitet.

Yaohai Bio-Pharma søger også aktivt globale partnere, både institutionelle og individuelle, og tilbyder den mest konkurrencedygtige kompensation i branchen. Hvis du har nogen spørgsmål, tøv ikke med at kontakte: [email protected]