Méthodes pour améliorer le rendement de l'ADNp

La production d'ADN plasmidique (ADNp) repose sur la recombinaison génétique, qui consiste à connecter le gène cible et d'autres éléments pour former une structure circulaire fermée de manière covalente. Fermentation à haute densité cellulaire de Escherichia coli et la purification sont les principaux moyens de produire de l'ADNp.

Le développement de la thérapie cellulaire et génique (TCG) et de l'ARNm a ouvert de nouvelles possibilités pour la prévention des maladies épidémiques et le traitement des maladies rares. La production industrielle de TCG et d'ARNm nécessite ADNp de haute qualité. Par conséquent, fermentation optimisée de E. coli et un rendement élevé en pADN sont essentiels pour la rentabilité des vaccins/médicaments CGT et à ARNm.

1. Demande croissante d'ADNp

Selon le rapport sur le marché américain de la fabrication d'ADN plasmidique, le marché de la CGT devrait passer de 7.2 milliards USD en 2023 à 23.3 milliards USD en 2028. En outre, la thérapie génique deviendra l'orientation dominante de la CGT. Un nombre croissant de thérapies CGT sont approuvées pour le lancement sur le marché, et de plus en plus de pipelines entrent dans la phase clinique. En conséquence, la demande d'ADNp monte en flèche.

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

2. Méthodes pour améliorer le rendement de l'ADNp

Avec la demande croissante d'ADN plasmidique, le développement technologique actuel se concentre sur l'optimisation des stratégies de fermentation pour améliorer le rendement de l'ADNp. Les conditions clés pour le développement du processus en amont comprennent les composants du milieu de culture, la température, le pH, l'oxygène dissous (OD), le taux de production spécifique et les stratégies de production par lots.

Milieu de culture : Le milieu de culture pour la fermentation de E. coli Le milieu 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 inorganiques et d'oligo-éléments. Parmi eux, les types de sources de carbone et d'azote sont essentiels à la croissance des E. coli et l'accumulation de produits. Les sources de carbone couramment utilisées sont le glucose et le glycérol, et les sources d'azote comprennent les sources d'azote organiques et inorganiques. De plus, un rapport carbone/azote (C/N) trop élevé peut ralentir la croissance de la souche bactérienne, tandis qu'un rapport C/N trop faible peut favoriser une croissance rapide mais limiter l'accumulation de produits.

Température:La température optimale pour la croissance de E. coli La température de fermentation est de 37°C. Cependant, des températures plus basses (30-37°C) peuvent être utilisées dans la fermentation par lots pour réduire le taux de production spécifique maximal, augmentant ainsi la réplication du plasmide. Pour les plasmides thermosensibles, 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 bouillon de fermentation est généralement maintenu par des pompes acido-basiques.

DO:La plage de concentration critique en oxygène dissous pour E. coli est de 20 à 30 %. Un manque d'oxygène dissous peut entraîner une production excessive d'acide acétique, affectant la croissance bactérienne et provoquant même une autolyse bactérienne. Un excès d'oxygène dissous peut provoquer un empoisonnement à l'oxygène. Les facteurs qui affectent l'oxygène dissous comprennent la vitesse d'agitation, le taux d'aération, etc.

Stratégie Fed-batch:La fermentation par lots est souvent choisie pour la production de plasmides. Tout d'abord, elle est propice à l'obtention d'une fermentation à haute densité cellulaire de E. coli, Il en résulte une biomasse plus importante, qui sert de base à un rendement élevé. Deuxièmement, la croissance excessivement rapide d'Escherichia coli affecte la stabilité des plasmides. L'ajout de nutriments restrictifs à l'aide de la méthode Fed-batch peut contrôler rationnellement le taux de croissance de E. coli, améliorant ainsi le rendement des plasmides. La stratégie de contrôle DO-stat est couramment utilisée pour réguler les lots alimentés pendant la fermentation plasmidique. Des recherches indiquent également la faisabilité de la stratégie pH-stat.

3. Services fournis par Yaohai Bio-Pharma

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

En outre, Yaohai Bio-Pharma est en mesure de fournir des solutions d'optimisation des processus basées sur des méthodes à facteur unique ou sur des méthodes de conception d'expériences (DoE) pour différents plasmides et bactéries hôtes. Yaohai Bio-Pharma vise à répondre aux exigences des clients en matière de rendement et de qualité élevés des plasmides.

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