Μέθοδοι για την Υπερβολική Αύξηση του pDNA

Η παραγωγή DNA πλάσμιδου (pDNA) βασίζεται στη γενετική αναπαραγωγή, η οποία περιλαμβάνει τη σύνδεση του στόχου γονιδίου και άλλων στοιχείων για να δημιουργηθεί μια κλειστή κυκλική δομή. Η φθορά με υψηλή πυκνότητα κυττάρων Escherichia Coli και καθαρισμός είναι οι κύριοι τρόποι παραγωγής pDNA.

Η ανάπτυξη της κυτταρικής και γενετικής θεραπείας (CGT) και του mRNA έχει ανοίξει περισσότερες δυνατότητες για την πρόληψη επιδημικών νόσων και τη θεραπεία σπάνιων νόσων. Η βιομηχανική παραγωγή CGT και mRNA απαιτεί υψηλής ποιότητας pDNA . Για αυτόν τον λόγο, οπτιμοποιημένη φθορά των E. coli και υψηλή απόδοση pDNA είναι κρίσιμες για την κοστολογική αποτελεσματικότητα των εμβολίων/φαρμάκων CGT και mRNA.

1. Αυξανόμενη ζήτηση για pDNA

Σύμφωνα με την Αναφορά Αγοράς Παραγωγής Plasmid DNA στις Η.Π.Α., η αγορά CGT αναμένεται να αυξηθεί από 7,2 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023 σε 23,3 δισεκατομμύρια δολάρια το 2028. Επιπλέον, η θεραπεία με γονίδια θα γίνει η κυρίαρχη κατεύθυνση του CGT. Μια αυξανόμενη πλήθος θεραπειών CGT εγκρίνεται για εισαγωγή στην αγορά, και περισσότερα pipeline βρίσκονται στην κλινική φάση. Ως αποτέλεσμα, η ζήτηση για pDNA αυξάνεται δραστικά.

Εκτός από τις θεραπείες CGT, το pDNA είναι ένας βασικός υλικός πρώτης ύλης για την παραγωγή εμβολίων mRNA. Με τη συνεχή καινοτομία της τεχνολογίας mRNA στους τομείς των εμβολίων επιτροπών νοσημάτων, των εμβολίων καρκίνου και των θεραπειών σπάνιων νοσημάτων, η ζήτηση για pDNA θα αυξηθεί επίσης γρήγορα.

2. Μέθοδοι για τη βελτίωση της απόδοσης του pDNA

Με την αυξανόμενη ζήτηση για πλάσμιδο DNA, η τρέχουσα επίκεντρος ανάπτυξης τεχνολογίας είναι στη βελτίωση των στρατηγικών φερμεντασιών για να αυξηθεί η απόδοση του pDNA. Οι κύριες συνθήκες για την ανάπτυξη της προϋπολογισμικής διαδικασίας περιλαμβάνουν τα συστατικά του κουλτούρ μέσου, τη θερμοκρασία, το pH, το διαλυμένο οξυγόνο (DO), το συγκεκριμένο ρυθμό παραγωγής και τις στρατηγικές fed-batch.

Κουλτούρ μέσο: Το κουλτούρ μέσο για τη φερμεντασία του E. coli που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλάσμιδων είναι συνήθως ένα μισό-συνθετικό μέσο. Αποτελείται από πηγές άνθρακα, πηγές αζώτου, ανοργανικά αλάτια και μικροστοιχειακά. Μεταξύ αυτών, οι τύποι των πηγών άνθρακα και αζώτου είναι κρίσιμοι για την αύξηση του E. coli και την αύξηση των προϊόντων. Κοινές πηγές άνθρακα είναι η γλευκόζη και η γλυκέρια, ενώ οι πηγές αζώτου περιλαμβάνουν οργανικές και ανοργανικές πηγές αζώτου. Επιπλέον, ένα υπερβολικά υψηλός λόγος άνθρακα-αζώτου (C/N) μπορεί να επιβραδύνει την αύξηση της βακτηριακής στάμματος, ενώ ένας υπερβολικά χαμηλός λόγος C/N μπορεί να προωθήσει γρήγορη αύξηση αλλά να περιορίσει την αύξηση των προϊόντων.

Θερμοκρασία : Η αιδίος θερμοκρασία για την αύξηση του E. coli είναι 37°C. Ωστόσο, χαμηλότερες θερμοκρασίες (30-37°C) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δοκιμές παράγωγης για να μειώσουν τη μέγιστη ειδική ταχύτητα παραγωγής, αυξάνοντας έτσι την αναπαραγωγή πλάσμιδων. Για θερμοαισθητά πλάσμιδα, η αύξηση της θερμοκρασίας σε 42°C μπορεί να ενεργοποιήσει τη διπλασιάσεις του αριθμού αντιγράφων του πλάσμιδα.

pH : Η αιδίος pH για την αύξηση του E. coli είναι 7±0.2. Η pH του φέρμεντου συνήθως διατηρείται μέσω κατεβαστρών οξέων και βάσεων.

ΔΕ : Το ευρύς πλάτος κρίσιμης συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου για το E. coli είναι 20%-30%. Ανεπαρκές διαλυμένο οξυγόνο μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική παραγωγή οξαλικού οξάλου, επηρεάζοντας την αύξηση των βακτηρίων και ακόμη και να προκαλέσει αυτολύση των βακτηρίων. Υπερβολικό διαλυμένο οξυγόνο μπορεί να προκαλέσει δηλητηρίαση από οξυγόνο. Παράγοντες που επηρεάζουν το διαλυμένο οξυγόνο περιλαμβάνουν την ταχύτητα ανακατάταξης, την ταχύτητα εξοπλισμού, κλπ.

Στρατηγική μεταδοτικής παραγωγής : Η μεταδοτική φέρμεντση επιλέγεται συχνά για την παραγωγή πλάσμιδων. Πρώτα απ' όλα, είναι ευνοϊκή για την επίτευξη υψηλής πυκνότητας κυττάρων της E. coli, με αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης βιομάζας, η οποία υπηρετεί ως βάση για υψηλή απόδοση. Δεύτερα, η εξαιρετικά γρήγορη αύξηση του Escherichia coli επηρεάζει τη σταθερότητα του πλάσμιδα. Η προσθήκη περιοριστικών θρεψιμικών στοιχείων με τη μέθοδο fed-batch μπορεί να ελέγχει λογικά την ταχύτητα αύξησης του E. coli , ενισχύοντας έτσι την παραγωγή πλασμιδίων. Η στρατηγική ελέγχου DO-stat χρησιμοποιείται συνήθως για να ρυθμίζει την μέθοδο fed-batch κατά την φθορά πλασμιδίων. Υπάρχει επίσης έρευνα που δείχνει την εφαρμοσιμότητα της στρατηγικής pH-stat.

3. Υπηρεσίες που παρέχει το Yaohai Bio-Pharma

Το Yaohai Bio-Pharma έχει αναπτύξει μια ώριμη πλατφόρμα για την παραγωγή πλασμιδίων. Επιπλέον, το Yaohai Bio-Pharma βελτίωσε το βασικό ποσοστό κουλτύρας, το ποσοστό διατροφικού υλικού και τη στρατηγική ελέγχου φθοράς. Σε κύκλο κουλτύρας 30 ωρών, η παραγωγή πλασμιδίων υπερβαίνει τα 1g/L.

Επιπλέον, το Yaohai Bio-Pharma μπορεί να προσφέρει λύσεις βελτιστοποίησης διεργασιών με βάση μεθόδους μονο-παράγοντα ή Design of Experiments (DoE) για διαφορετικούς πλάσμιδες και φιλοξενικά βακτήρια. Το Yaohai Bio-Pharma στοχεύει να καταπληρώσει τις απαιτήσεις των πελατών για υψηλή απόδοση και ποιότητα πλασμιδίων.

Το Yaohai Bio-Pharma αναζητά επίσης ενεργά παγκόσμιους εταίρους, θεσμικούς ή μεμονωμένους, και προσφέρει την πιο ανταγωνιστική αποδοχή στον τομέα. Εάν έχετε οποιαδήποτε ερώτηση, μην διστάσετε να επικοινωνήσετε: [email protected]