Méthodes pour Améliorer le Rendement du pADN

La production d'ADN plasmidique (pDNA) repose sur la recombinaison génétique, qui implique la connexion du gène cible et d'autres éléments pour former une structure circulaire fermée par des liaisons covalentes. La fermentation à haute densité cellulaire Escherichia Coli et la purification sont les principales méthodes de production de pDNA.

Le développement des thérapies cellulaires et géniques (CGT) et de l'ARNm a ouvert de nouvelles possibilités pour prévenir les maladies épidémiques et traiter les maladies rares. La production industrielle de CGT et d'ARNm nécessite un pDNA de haute qualité . Par conséquent, une fermentation optimisée E. coli et un rendement élevé de pDNA sont essentiels pour la rentabilité des vaccins/médicaments CGT et ARNm.

1. Augmentation de la demande de pDNA

Selon le Rapport sur le Marché de la Fabrication de l'ADN Plasmidique aux États-Unis, le marché du CGT (Cell and Gene Therapy) devrait passer de 7,2 milliards de dollars américains en 2023 à 23,3 milliards de dollars américains en 2028. De plus, la thérapie génique deviendra la direction dominante du CGT. Un nombre croissant de traitements par CGT sont approuvés pour leur lancement sur le marché, et davantage de pipelines entrent dans la phase clinique. Par conséquent, la demande d'ADNp explose.

En plus des thérapies par CGT, l'ADNp est une matière première essentielle pour la production de vaccins à ARNm. Avec l'innovation continue de la technologie ARNm dans les domaines des vaccins contre les maladies infectieuses, des vaccins contre le cancer et des traitements des maladies rares, la demande d'ADNp augmentera également rapidement.

2. Méthodes pour améliorer le rendement de l'ADNp

Avec la demande croissante de l'ADN plasmidique, l'accent du développement technologique actuel est mis sur l'optimisation des stratégies de fermentation pour améliorer le rendement de l'ADNp. Les conditions clés pour le développement du procédé en amont incluent les composants du milieu de culture, la température, le pH, l'oxygène dissous (OD), le taux de production spécifique et les stratégies de fermentation par ajout de substrat.

Milieu de culture : Le milieu de culture pour la fermentation de E. coli utilisé dans la production de plasmides est généralement un milieu semi-synthétique. Il est composé de sources de carbone, de sources d'azote, de sels minéraux et d'éléments traces. Parmi eux, les types de sources de carbone et d'azote sont cruciaux pour la croissance de E. coli et l'accumulation des produits. Les sources de carbone couramment utilisées sont le glucose et le glycérol, et les sources d'azote incluent des sources organiques et inorganiques d'azote. De plus, un rapport carbone/azote (C/A) excessivement élevé peut ralentir la croissance de la souche bactérienne, tandis qu'un rapport C/A trop bas peut favoriser une croissance rapide mais limiter l'accumulation des produits.

Température : La température optimale pour la croissance de E. coli est de 37°C. Cependant, des températures plus basses (30-37°C) peuvent être utilisées en fermentation par lots pour réduire le taux de production spécifique maximal, augmentant ainsi la réplication du plasmide. Pour les plasmides sensibles à la chaleur, l'augmentation de la température à 42°C peut induire un doublement du nombre de copies du plasmide.

pH : Le pH optimal pour la croissance de E. coli est de 7±0,2. Le pH du milieu de fermentation est généralement maintenu grâce à des pompes acide-base.

FAIRE : La plage critique de concentration d'oxygène dissous pour E. coli est de 20 %-30 %. Un apport insuffisant en oxygène dissous peut entraîner une production excessive d'acide acétique, affectant la croissance bactérienne et pouvant même provoquer l'autolyse bactérienne. Un excès d'oxygène dissous peut causer une intoxication à l'oxygène. Les facteurs qui influencent l'oxygène dissous incluent la vitesse d'agitation, le débit d'aération, etc.

Stratégie de fermentation par ajout progressif : La fermentation par ajout progressif est souvent choisie pour la production de plasmides. Premièrement, elle favorise la réalisation d'une fermentation à haute densité cellulaire de E. coli, ce qui entraîne une plus grande biomasse, ce qui sert de base à un rendement élevé. Deuxièmement, la croissance excessive d'Escherichia coli affecte la stabilité du plasmide. L'ajout de nutriments restrictifs en utilisant le procédé fed-batch peut contrôler rationnellement le taux de croissance de E. coli , améliorant ainsi le rendement du plasmide. La stratégie de contrôle DO-stat est couramment utilisée pour réguler le procédé fed-batch lors de la fermentation des plasmides. Il existe également des recherches indiquant la faisabilité de la stratégie pH-stat.

3. Services proposés par Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma a développé une plateforme mature pour la production de plasmides. De plus, Yaohai Bio-Pharma a optimisé le milieu de culture de base, le milieu de nourrisson et la stratégie de contrôle de fermentation. Dans un cycle de culture de 30 heures, le rendement en plasmide dépasse 1 g/L.

De plus, Yaohai Bio-Pharma est capable de fournir des solutions d'optimisation de procédé basées sur des méthodes à facteur unique ou Design of Experiments (DoE) pour différents plasmides et bactéries hôtes. Yaohai Bio-Pharma vise à répondre aux exigences des clients en matière de rendement élevé et de qualité des plasmides.

Yaohai Bio-Pharma cherche également activement des partenaires institutionnels ou individuels à l'échelle mondiale et propose la rémunération la plus compétitive de l'industrie. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à contacter : [email protected]