Métodos para mejorar el rendimiento del pDNA

La producción de ADN plasmídico (pDNA) depende de la recombinación genética, que implica la conexión del gen objetivo y otros elementos para formar una estructura circular cerrada covalentemente. La fermentación de alta densidad celular Escherichia coli y la purificación son las principales formas de producir pDNA.

El desarrollo de la terapia celular y génica (TCG) y del ARNm ha traído consigo más posibilidades para prevenir enfermedades epidémicas y tratar enfermedades raras. La producción industrial de TCG y ARNm requiere pDNA de alta calidad. Por lo tanto, el fermentación optimizada de E. coli y alto rendimiento de pDNA son cruciales para la relación coste-efectividad de las vacunas/medicamentos CGT y ARNm.

1. Aumento de la demanda de pDNA

Según el Informe del mercado de fabricación de ADN plasmídico de EE. UU., se espera que el mercado de CGT crezca de USD 7.2 millones en 2023 a USD 23.3 2028 millones en XNUMX. Además, la terapia génica se convertirá en la dirección dominante de CGT. Se están aprobando cada vez más terapias CGT para su lanzamiento al mercado y más proyectos están entrando en la fase clínica. Como resultado, la demanda de pDNA se está disparando.

Además de las terapias con CGT, el pDNA es una materia prima esencial para la producción de vacunas de ARNm. Con la innovación continua de la tecnología de ARNm en los campos de las vacunas contra enfermedades infecciosas, vacunas contra el cáncer y tratamientos de enfermedades raras, la demanda de pDNA también crecerá rápidamente.

2. Métodos para mejorar el rendimiento del pDNA

Con la creciente demanda de ADN plasmídico, el desarrollo tecnológico actual se centra en optimizar las estrategias de fermentación para mejorar el rendimiento del pDNA. Las condiciones clave para el desarrollo del proceso previo incluyen componentes del medio de cultivo, la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto (OD), la tasa de producción específica y las estrategias de lotes alimentados.

Medio cultural: El medio de cultivo para la fermentación de E. coli El medio utilizado en la producción de plásmidos es típicamente un medio semisintético. Está compuesto por fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno, sales inorgánicas y oligoelementos. Entre ellos, los tipos de fuentes de carbono y nitrógeno son cruciales para el crecimiento de E. coli y la acumulación de productos. Las fuentes de carbono más utilizadas son la glucosa y el glicerol, y las fuentes de nitrógeno incluyen fuentes de nitrógeno orgánico e inorgánico. Además, una relación carbono-nitrógeno (C/N) excesivamente alta puede ralentizar el crecimiento de la cepa bacteriana, mientras que una relación C/N excesivamente baja puede promover un crecimiento rápido pero limitar la acumulación de productos.

Temperatura:La temperatura óptima para el crecimiento de E. coli La temperatura ambiente es de 37 °C. Sin embargo, se pueden utilizar temperaturas más bajas (30-37 °C) en la fermentación por lotes para reducir la tasa máxima de producción específica, aumentando así la replicación del plásmido. En el caso de los plásmidos sensibles al calor, aumentar la temperatura a 42 °C puede inducir una duplicación del número de copias del plásmido.

pH:El pH óptimo para el crecimiento de E. coli es 7 ± 0.2. El pH del caldo de fermentación se mantiene normalmente mediante bombas ácido-base.

DO:El rango crítico de concentración de oxígeno disuelto para E. coli es del 20%-30%. La falta de oxígeno disuelto puede provocar una producción excesiva de ácido acético, lo que afecta el crecimiento bacteriano e incluso provoca la autólisis bacteriana. El exceso de oxígeno disuelto puede provocar intoxicación por oxígeno. Los factores que afectan al oxígeno disuelto incluyen la velocidad de agitación, la tasa de aireación, etc.

Estrategia de lotes de la Fed:La fermentación por lotes alimentados se elige a menudo para la producción de plásmidos. En primer lugar, es propicia para lograr una fermentación de alta densidad celular E. coli, En segundo lugar, el crecimiento excesivamente rápido de Escherichia coli afecta la estabilidad del plásmido. La adición de nutrientes restrictivos mediante lotes alimentados puede controlar racionalmente la tasa de crecimiento de E. coli, mejorando así el rendimiento del plásmido. La estrategia de control DO-stat se utiliza habitualmente para regular la fermentación por lotes alimentados. También existen investigaciones que indican la viabilidad de la estrategia pH-stat.

3. Servicios prestados por Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma ha desarrollado una plataforma madura para la producción de plásmidos. Además, Yaohai Bio-Pharma optimizó el medio de cultivo básico, el medio de alimentación y la estrategia de control de la fermentación. En un ciclo de cultivo de 30 horas, el rendimiento de plásmidos supera 1 g/L.

Además, Yaohai Bio-Pharma es capaz de proporcionar soluciones de optimización de procesos basadas en métodos de factor único o de diseño de experimentos (DoE) para diferentes plásmidos y bacterias hospedadoras. Yaohai Bio-Pharma tiene como objetivo satisfacer los requisitos de los clientes en cuanto a alto rendimiento y calidad de plásmidos.

Yaohai Bio-Pharma también busca activamente socios globales institucionales o individuales y ofrece la remuneración más competitiva de la industria. Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con: [email protected]