Módszerek a pDNS hozamának javítására Magyarország

A plazmid DNS (pDNS) termelése genetikai rekombináción alapul, amely magában foglalja a célgén és más elemek összekapcsolását, hogy kovalensen zárt körkörös szerkezetet alakítsanak ki. Magas sejtsűrűségű fermentáció Escherichia coli és a tisztítás a pDNS előállításának fő módja.

A sejt- és génterápia (CGT) és az mRNS fejlődése több lehetőséget teremtett a járványos betegségek megelőzésében és a ritka betegségek kezelésében. A CGT és mRNS ipari előállításához szükség van kiváló minőségű pDNS. Ebből adódóan, optimalizált fermentációja E. coli és nagy hozamú pDNS kulcsfontosságúak a CGT és mRNS vakcinák/gyógyszerek költséghatékonysága szempontjából.

1. A pDNS iránti kereslet növekedése

Az amerikai Plasmid DNA Manufacturing Market Report szerint a CGT piac a 7.2-as 2023 milliárd dollárról 23.3-ra várhatóan 2028 milliárd dollárra nő. Emellett a génterápia lesz a CGT meghatározó iránya. Egyre több CGT-terápia kerül forgalomba piaci bevezetésre, és egyre több csővezeték lép a klinikai fázisba. Ennek eredményeként a pDNS iránti kereslet szárnyal.

A CGT-terápiák mellett a pDNS nélkülözhetetlen alapanyag az mRNS-vakcinák előállításához. Az mRNS technológia folyamatos innovációjával a fertőző betegségek elleni vakcinák, a rákvakcinák és a ritka betegségek kezelésének területén a pDNS iránti kereslet is gyorsan növekedni fog.

2. Módszerek a pDNS hozamának javítására

A plazmid DNS iránti kereslet növekedésével a jelenlegi technológiai fejlesztés középpontjában a fermentációs stratégiák optimalizálása áll a pDNS hozamának javítása érdekében. Az upstream folyamatfejlesztés kulcsfontosságú feltételei közé tartoznak a táptalaj összetevői, a hőmérséklet, a pH, az oldott oxigén (DO), a fajlagos termelési sebesség és a betáplálási stratégiák.

Tenyésztő táptalaj: A fermentációs táptalaj E. coli A plazmidgyártásban használt táptalaj tipikusan félszintetikus táptalaj. Szénforrásokból, nitrogénforrásokból, szervetlen sókból és nyomelemekből áll. Közülük a szén- és nitrogénforrások típusai döntőek a növekedés szempontjából E. coli és a termékek felhalmozódása. Az általánosan használt szénforrások a glükóz és a glicerin, a nitrogénforrások pedig a szerves és szervetlen nitrogénforrások. Ezenkívül a túl magas szén-nitrogén arány (C/N) lelassíthatja a baktériumtörzs növekedését, míg a túl alacsony C/N arány elősegítheti a gyors növekedést, de korlátozhatja a termék felhalmozódását.

Hőmérséklet: Az optimális hőmérséklet a növekedéshez E. coli 37°C. A szakaszos fermentációban azonban alacsonyabb hőmérsékletek (30-37 °C) is használhatók a maximális fajlagos termelési sebesség csökkentése érdekében, így növelve a plazmid replikációját. Hőérzékeny plazmidok esetében a hőmérséklet 42 °C-ra emelése a plazmid kópiaszámának megduplázódását idézheti elő.

pH: Az optimális pH a növekedéséhez E. coli 7±0.2. A fermentlé pH-ját általában sav-bázis szivattyúkkal tartják fenn.

DO: A kritikus oldott oxigén koncentráció tartomány a E. coli 20-30%. Az elégtelen oldott oxigén túlzott ecetsavtermeléshez vezethet, ami befolyásolja a baktériumok növekedését és akár bakteriális autolízist is okozhat. A túlzott oldott oxigén oxigénmérgezést okozhat. Az oldott oxigént befolyásoló tényezők közé tartozik a keverési sebesség, a levegőztetés sebessége stb.

Fed-batch stratégia: A Fed-batch fermentációt gyakran választják a plazmid előállításához. Először is, elősegíti a nagy sejtsűrűségű fermentáció elérését E. coli több biomasszát eredményez, ami a magas hozam alapjául szolgál. Másodszor, az Escherichia coli túlságosan gyors növekedése befolyásolja a plazmid stabilitását. A korlátozó tápanyagok adagolásával racionálisan szabályozható a növekedési ütem E. coli, ezáltal növelve a plazmidhozamot. A DO-stat szabályozási stratégiát általában a plazmid fermentáció során történő adagolás szabályozására használják. Vannak kutatások is, amelyek jelzik a pH-stat stratégia megvalósíthatóságát.

3. A Yaohai Bio-Pharma által nyújtott szolgáltatások

A Yaohai Bio-Pharma kifejlesztett egy kiforrott platformot a plazmidgyártáshoz. Ezenkívül a Yaohai Bio-Pharma optimalizálta az alapvető tápközeget, a táptalajt és a fermentáció szabályozási stratégiáját. Egy 30 órás tenyésztési cikluson belül a plazmidhozam meghaladja az 1 g/l értéket.

Ezenkívül a Yaohai Bio-Pharma képes egyfaktoros vagy kísérleti tervezési (DoE) módszereken alapuló folyamatoptimalizálási megoldásokat kínálni különböző plazmidok és gazdabaktériumok számára. A Yaohai Bio-Pharma célja, hogy megfeleljen az ügyfelek magas plazmidhozamra és minőségre vonatkozó követelményeinek.

A Yaohai Bio-Pharma emellett aktívan keres intézményi vagy egyéni globális partnereket, és az iparág legversenyképesebb javadalmazását kínálja. Ha kérdése van, forduljon bizalommal: [email protected]