שיטות לשיפור התפוקה של pDNA

ייצור ה-DNA הפלסמיד (pDNA) מסתמך על רקומבינציה גנטית, הכוללת חיבור של גן המטרה ואלמנטים אחרים ליצירת מבנה מעגלי סגור קוולנטית. תסיסה בצפיפות תאים גבוהה של חיידקי Escherichia וטיהור הם הדרכים העיקריות לייצר pDNA.

הפיתוח של ריפוי תאים וגנטי (CGT) ו-mRNA הביאו אפשרויות רבות יותר למניעת מחלות מגיפה וטיפול במחלות נדירות. הייצור התעשייתי של CGT ו-mRNA דורש pDNA באיכות גבוהה. לכן, תסיסה אופטימלית של החיידק ותשואה גבוהה של pDNA חיוניים ליעילות העלות של חיסונים/תרופות CGT ו-mRNA.

1. הגדלת הביקוש ל-pDNA

על פי דו"ח שוק ייצור ה-DNA של פלסמיד בארה"ב, שוק ה-CGT צפוי לגדול מ-7.2 מיליארד דולר ב-2023 ל-23.3 מיליארד דולר ב-2028. חוץ מזה, ריפוי גנטי יהפוך לכיוון הדומיננטי של CGT. מספר גדל והולך של טיפולי CGT מאושרים להשקה בשוק, וצינורות נוספים נכנסים לשלב הקליני. כתוצאה מכך, הביקוש ל-pDNA גואה.

בנוסף לטיפולי CGT, pDNA הוא חומר גלם חיוני לייצור חיסוני mRNA. עם החידוש המתמשך של טכנולוגיית ה-mRNA בתחומי החיסונים למחלות זיהומיות, חיסונים לסרטן וטיפולים במחלות נדירות, גם הביקוש ל-pDNA יגדל במהירות.

2. שיטות לשיפור תפוקת pDNA

עם הביקוש הגובר ל-DNA פלסמיד, ההתמקדות בפיתוח הטכנולוגיה הנוכחית היא באופטימיזציה של אסטרטגיות תסיסה כדי לשפר את התשואה של pDNA. תנאי המפתח לפיתוח תהליך במעלה הזרם כוללים רכיבים של מצע תרבות, טמפרטורה, pH, חמצן מומס (DO), קצב ייצור ספציפי ואסטרטגיות אצווה מוזנות.

מדיום התרבות: מצע התרבות לתסיסה של החיידק המשמש בייצור פלסמיד הוא בדרך כלל מדיום חצי סינתטי. הוא מורכב ממקורות פחמן, מקורות חנקן, מלחים אנאורגניים ויסודות קורט. ביניהם, סוגי מקורות הפחמן והחנקן חיוניים לצמיחת החיידק והצטברות מוצרים. מקורות הפחמן הנפוצים הם גלוקוז וגליצרול, ומקורות החנקן כוללים מקורות חנקן אורגניים ואי-אורגניים. בנוסף, יחס פחמן-לחנקן גבוה מדי (C/N) יכול להאט את הצמיחה של זן החיידקים, בעוד שיחס C/N נמוך מדי יכול לקדם צמיחה מהירה אך להגביל את הצטברות המוצר.

טֶמפֶּרָטוּרָה: הטמפרטורה האופטימלית לגידול של החיידק הוא 37 מעלות צלזיוס. עם זאת, ניתן להשתמש בטמפרטורות נמוכות יותר (30-37 מעלות צלזיוס) בתסיסה אצווה כדי להפחית את קצב הייצור הספציפי המרבי, ובכך להגדיל את שכפול הפלסמיד. עבור פלסמידים רגישים לחום, הגדלת הטמפרטורה ל-42 מעלות צלזיוס יכולה לגרום להכפלה של מספר העתק הפלסמיד.

pH: ה-pH האופטימלי לצמיחה של החיידק הוא 7±0.2. ה-pH של מרק התסיסה נשמר בדרך כלל באמצעות משאבות על בסיס חומצה.

DO: טווח ריכוז החמצן המומס הקריטי עבור החיידק הוא 20%-30%. חוסר חמצן מומס עלול להוביל לייצור מוגזם של חומצה אצטית, להשפיע על צמיחת החיידקים ואף לגרום לאוטוליזה חיידקית. עודף חמצן מומס עלול לגרום להרעלת חמצן. גורמים המשפיעים על חמצן מומס כוללים מהירות ערבול, קצב אוורור וכו'.

אסטרטגיית אצווה של הפד: תסיסה של Fed-batch נבחרת לעתים קרובות לייצור פלסמיד. ראשית, זה תורם להשגת תסיסה בצפיפות תאים גבוהה של אי - קולי, וכתוצאה מכך ליותר ביומסה, המשמשת כבסיס ליבול גבוה. שנית, הצמיחה המהירה מדי של Escherichia coli משפיעה על יציבות הפלסמיד. תוספת של חומרים מזינים מגבילים באמצעות אצווה מוזנת יכולה לשלוט באופן רציונלי על קצב הצמיחה של החיידק, ובכך לשפר את תפוקת הפלסמיד. אסטרטגיית הבקרה של DO-stat משמשת בדרך כלל כדי לווסת אצווה מזון במהלך תסיסת פלסמיד. יש גם מחקר המצביע על היתכנות של אסטרטגיית pH-stat.

3. שירותים הניתנים על ידי יאוהאי ביו-פארמה

Yaohai Bio-Pharma פיתחה פלטפורמה בוגרת לייצור פלסמידים. בנוסף, Yaohai Bio-Pharma ייעל את מצע התרבות הבסיסי, מצע ההזנה ואסטרטגיית בקרת התסיסה. בתוך מחזור טיפוח של 30 שעות, תפוקת הפלסמיד עולה על 1g/L.

בנוסף, Yaohai Bio-Pharma מסוגלת לספק פתרונות אופטימיזציה של תהליכים המבוססים על שיטות חד-פקטור או עיצוב ניסויים (DoE) עבור פלסמידים וחיידקים מארח שונים. Yaohai Bio-Pharma שואפת לעמוד בדרישות הלקוחות לתפוקה ואיכות גבוהה של פלסמידים.

Yaohai Bio-Pharma גם מחפשת באופן פעיל שותפים גלובליים מוסדיים או בודדים ומציעה את התמורה התחרותית ביותר בתעשייה. אם יש לך שאלות, אנא אל תהסס לפנות: [email protected]