Meetodid pDNA saagise parandamiseks

Plasmiidse DNA (pDNA) tootmine põhineb geneetilisel rekombinatsioonil, mis hõlmab sihtgeeni ja muude elementide ühendamist kovalentselt suletud ringikujulise struktuuri moodustamiseks. Kõrge rakutihedusega fermentatsioon Escherichia coli ja puhastamine on peamised viisid pDNA tootmiseks.

Raku- ja geeniteraapia (CGT) ning mRNA areng on toonud kaasa rohkem võimalusi epideemiliste haiguste ennetamiseks ja haruldaste haiguste raviks. CGT ja mRNA tööstuslik tootmine nõuab kvaliteetne pDNA. Seetõttu optimeeritud kääritamine E. coli ja pDNA kõrge saagis on CGT ja mRNA vaktsiinide/ravimite kulutasuvuse seisukohalt üliolulised.

1. Kasvav nõudlus pDNA järele

USA Plasmid DNA Manufacturing Market Reporti kohaselt peaks CGT turg kasvama 7.2 miljardilt USA dollarilt 2023. aastal 23.3 miljardile USA dollarile aastal 2028. Lisaks saab geeniteraapiast CGT domineeriv suund. Üha rohkem CGT-teraapiaid kiidetakse heaks turule toomiseks ja kliinilisse faasi on jõudmas rohkem torujuhtmeid. Selle tulemusena kasvab nõudlus pDNA järele hüppeliselt.

Lisaks CGT-teraapiatele on pDNA oluline tooraine mRNA vaktsiinide tootmiseks. MRNA tehnoloogia pideva uuendusega nakkushaiguste vaktsiinide, vähivaktsiinide ja haruldaste haiguste ravi valdkonnas kasvab kiiresti ka nõudlus pDNA järele.

2. Meetodid pDNA saagise parandamiseks

Kuna nõudlus plasmiidse DNA järele kasvab, keskendub praegune tehnoloogia arendus pDNA saagise parandamiseks kääritamisstrateegiate optimeerimisele. Peamised tingimused ülesvoolu protsessi arendamiseks hõlmavad söötme komponente, temperatuuri, pH-d, lahustunud hapnikku (DO), spetsiifilist tootmiskiirust ja etteantud partii strateegiaid.

Kultuurikeskkond: Kultuurikeskkond kääritamiseks E. coli Plasmiidi tootmiseks kasutatav keskkond on tavaliselt poolsünteetiline sööde. See koosneb süsinikuallikatest, lämmastikuallikatest, anorgaanilistest sooladest ja mikroelementidest. Nende hulgas on süsiniku- ja lämmastikuallikate tüübid kasvu jaoks üliolulised E. coli ja toodete kogunemine. Tavaliselt kasutatavad süsinikuallikad on glükoos ja glütserool ning lämmastikuallikad hõlmavad orgaanilisi ja anorgaanilisi lämmastikuallikaid. Lisaks võib liiga kõrge süsiniku ja lämmastiku suhe (C/N) aeglustada bakteritüve kasvu, samas kui liiga madal C/N suhe võib soodustada kiiret kasvu, kuid piirata toote akumuleerumist.

Temperatuur: Optimaalne temperatuur kasvuks E. coli on 37°C. Siiski saab partiifermenteerimisel kasutada madalamaid temperatuure (30-37°C), et vähendada maksimaalset spetsiifilist tootmiskiirust, suurendades seega plasmiidi replikatsiooni. Kuumatundlike plasmiidide puhul võib temperatuuri tõstmine 42 °C-ni indutseerida plasmiidi koopiaarvu kahekordistumist.

pH: Optimaalne pH kasvuks E. coli on 7±0.2. Fermentatsioonipuljongi pH-d hoitakse tavaliselt happe-aluse pumpade abil.

DO: Kriitiline lahustunud hapniku kontsentratsioonivahemik E. coli on 20-30%. Ebapiisav lahustunud hapnik võib põhjustada äädikhappe liigset tootmist, mõjutades bakterite kasvu ja isegi põhjustades bakterite autolüüsi. Liigne lahustunud hapnik võib põhjustada hapnikumürgitust. Lahustunud hapnikku mõjutavad tegurid hõlmavad segamiskiirust, aeratsiooni kiirust jne.

Fed-partii strateegia: Plasmiidi tootmiseks valitakse sageli fed-batch fermentatsioon. Esiteks soodustab see kõrge rakutihedusega fermentatsiooni saavutamist E. coli, tulemuseks on rohkem biomassi, mis on suure saagikuse aluseks. Teiseks mõjutab Escherichia coli liiga kiire kasv plasmiidi stabiilsust. Piiravate toitainete lisamine fed-batch abil võib ratsionaalselt kontrollida kasvukiirust E. coli, suurendades seeläbi plasmiidi saagist. DO-stat kontrollistrateegiat kasutatakse tavaliselt plasmiidi fermentatsiooni ajal etteantud partii reguleerimiseks. Samuti on uuringud, mis näitavad pH-statistika strateegia teostatavust.

3. Yaohai Bio-Pharma pakutavad teenused

Yaohai Bio-Pharma on välja töötanud küpse platvormi plasmiidide tootmiseks. Lisaks optimeeris Yaohai Bio-Pharma põhisöötme, söötme ja fermentatsioonikontrolli strateegia. 30-tunnise kultiveerimistsükli jooksul ületab plasmiidi saagis 1 g/l.

Lisaks on Yaohai Bio-Pharma võimeline pakkuma erinevate plasmiidide ja peremeesbakterite jaoks protsesside optimeerimise lahendusi, mis põhinevad ühefaktorilistel või eksperimentide kavandamise (DoE) meetoditel. Yaohai Bio-Pharma eesmärk on täita klientide nõudmisi kõrge plasmiidi saagise ja kvaliteedi osas.

Yaohai Bio-Pharma otsib aktiivselt ka institutsionaalseid või individuaalseid ülemaailmseid partnereid ja pakub sektoris kõige konkurentsivõimelisemat tasu. Küsimuste korral võtke julgelt ühendust: [email protected]