Produktion und Reinigung von Interferon

In der modernen Medizin haben Biopharmazeutika bedeutende Durchbrüche bei der Behandlung von Krankheiten gebracht. Interferon (IFN) ist ein wichtiges autokrines und parakrines Protein, das eine breite therapeutische Wirksamkeit gegen verschiedene Erkrankungen aufweist.

IFN hat einen enormen Einfluss auf den globalen Markt für therapeutische Proteine. Der Interferonmarkt verzeichnete ein beträchtliches Wachstum und erreichte 6.9 2019 Milliarden US-Dollar. Aufgrund von Faktoren wie der zunehmenden Zahl chronischer Krankheiten wird erwartet, dass er auch in Zukunft weiter wächst.

Klassifizierung und Mechanismus von Interferon

Interferon wird unter anderem in die Typen α, β, γ sowie in die Typen I-III eingeteilt, die an spezifische Rezeptoren binden und so verschiedene Signalwege und Immunreaktionen auslösen. IFN wird klinisch für Immunreaktionen gegen Infektionen und die Behandlung von Autoimmunerkrankungen, Krebs usw. eingesetzt, indem es die Genexpression reguliert und den Zellstoffwechsel und die Zelldifferenzierung beeinflusst.

Herstellung von therapeutischem geklontem Interferon

Vorgelagerter Prozess

Escherichia coli (E. coli) wird aufgrund seines schnellen Wachstums und seiner Kosteneffizienz häufig bevorzugt, da es Interferon durch periplasmatische Sekretion, zytoplasmatische lösliche Expression oder als Einschlusskörper exprimiert. Pichia pastoris kann eine Expression mit hoher Zelldichte erreichen, wobei der AOX-Promoter verwendet wird und die Koexpression molekularer Chaperone und die Codon-Optimierung die Translationseffizienz verbessern.

Nachgelagerter Prozess

Bei der Downstream-Verarbeitung wird das Zielprotein aus Zellen oder Kulturüberständen extrahiert und gereinigt. In E. coli kann Interferon über den periplasmatischen oder zytoplasmatischen Weg oder als Einschlusskörper gewonnen werden. Zu den chromatographischen Methoden gehören Affinitätschromatographie, Ionenaustauschchromatographie, Größenausschlusschromatographie usw. Um die Herausforderungen der herkömmlichen Chromatographie zu überwinden, wurden alternative Methoden wie wässrige Zweiphasensysteme, umgekehrte Mizellenextraktion und immunomagnetische Mikrokügelchen untersucht.

Formulierung und Verabreichung von Interferon

Interferon wird hauptsächlich durch subkutane Injektion verabreicht. Zur Verbesserung der Pharmakokinetik werden Stabilisatoren/Hilfsstoffe, Pegylierung und Verkapselung in Arzneimittelverabreichungssystemen wie Liposomen und Nanopartikeln verwendet. Neuartige Verabreichungssysteme zielen darauf ab, die Invasivität zu verringern und die Patientencompliance zu verbessern, aber ihre Pharmakokinetik und therapeutischen Wirkungen müssen noch weiter erforscht werden.

Schlussfolgerung

IFN ist für die menschliche Zellabwehr von entscheidender Bedeutung und bekämpft Viren, Krebs und neurodegenerative Erkrankungen. Seit 1986 wurden 22 Formulierungen zugelassen. Die herkömmliche Chromatographie, die in der nachgelagerten Verarbeitung weit verbreitet ist, steht vor Herausforderungen und erfordert alternative Methoden. Zukünftige Biosimilars werden neue Möglichkeiten für die Interferontherapie bieten, für die Strategien zur Steigerung der Wirksamkeit erforderlich sind.

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