Kaedah untuk Meningkatkan Hasil pDNA

Pengeluaran DNA plasmid (pDNA) bergantung kepada rekombinasi genetik, yang melibatkan penyambungan gen sasaran dan elemen lain untuk membentuk struktur bulatan tertutup kovalen. Fermentasi ketumpatan sel tinggi Escherichia Coli dan pemurnian adalah cara utama untuk menghasilkan pDNA.

Pembangunan terapi sel dan gen (CGT) serta mRNA telah membawa lebih banyak kemungkinan untuk mencegah penyakit wabak dan rawatan penyakit jarang. Pengeluaran industri CGT dan mRNA memerlukan pDNA berkualiti tinggi . Oleh itu, fermentasi yang diperbaiki bagi E. coli dan hasil tinggi pDNA adalah penting untuk kos yang berkesan bagi vaksin dan ubat CGT serta mRNA.

1. Kebajikan yang meningkat untuk pDNA

Berdasarkan Laporan Pasaran Pembuatan DNA Plasmid AS, pasaran CGT dijangka tumbuh dari USD 7.2 bilion pada 2023 kepada USD 23.3 bilion pada 2028. Selain itu, terapi gen akan menjadi arah dominan CGT. Semakin banyak terapi CGT yang diluluskan untuk pelancaran ke pasaran, dan lebih banyak saluran memasuki fasa klinikal. Akibatnya, permintaan pDNA sedang meningkat secara drastik.

Selain terapi CGT, pDNA adalah bahan mentah penting untuk pengeluaran vaksin mRNA. Dengan inovasi berterusan teknologi mRNA dalam bidang vaksin penyakit menular, vaksin kanser, dan rawatan penyakit jarang, permintaan pDNA juga akan bertambah dengan pantas.

2. Kaedah untuk meningkatkan hasil pDNA

Dengan meningkatnya permintaan untuk DNA plasmid, fokus pembangunan teknologi semasa kini adalah mengoptimumkan strategi fermennasi untuk meningkatkan hasil pDNA. Kondisi utama untuk pembangunan proses hulu termasuk komponen medium budidaya, suhu, pH, oksigen terlarut (DO), kadar pengeluaran spesifik, dan strategi fed-batch.

Medium budidaya: Medium budidaya untuk fermennasi E. coli yang digunakan dalam pengeluaran plasmid biasanya adalah medium separuh-sintetik. Ia terdiri daripada sumber karbon, sumber nitrogen, garam anorganik, dan elemen jejak. Di antara itu, jenis sumber karbon dan nitrogen adalah sangat penting bagi pertumbuhan E. coli dan penumpukan produk. Sumber karbon yang biasa digunakan ialah gula dan gliserol, manakala sumber nitrogen termasuklah sumber nitrogen organik dan anorganik. Selain itu, nisbah karbon-ke-nitrogen (C/N) yang terlalu tinggi boleh memperlambat pertumbuhan strain bakteria, manakala nisbah C/N yang terlalu rendah boleh mempromosikan pertumbuhan pantas tetapi membataskan akumulasi produk.

Suhu : Suhu optimum untuk pertumbuhan E. coli adalah 37°C. Walau bagaimanapun, suhu yang lebih rendah (30-37°C) boleh digunakan dalam fermentasi berpukul untuk mengurangkan kadar pengeluaran spesifik maksimum, dengan itu meningkatkan replikasi plasmid. Untuk plasmid peka haba, meningkatkan suhu kepada 42°C boleh memacu peningkatan dua kali ganda bilangan salinan plasmid.

pH : pH optimum untuk pertumbuhan E. coli adalah 7±0.2. pH larutan fermentasi biasanya dipertahankan melalui pom asid-basa.

DO : Julat konsentrasi oksigen terlarut kritikal untuk E. coli adalah 20%-30%. Oksigen terlarut yang tidak mencukupi boleh menyebabkan pengeluaran berlebihan asid asetik, yang mempengaruhi pertumbuhan bakteria dan malah boleh menyebabkan autolisis bakteria. Oksigen terlarut berlebihan boleh menyebabkan keracunan oksigen. Faktor-faktor yang mempengaruhi oksigen terlarut termasuk kelajuan agitasi, kadar aerasi, dll.

Strategi fed-batch : Fermentasi fed-batch kerap dipilih untuk pengeluaran plasmid. Pertama-tama, ia membantu mencapai fermentasi kepadatan sel tinggi bagi E. coli, menghasilkan lebih banyak biomassa, yang menjadi asas bagi hasil yang tinggi. Kedua, pertumbuhan yang terlalu pantas pada Escherichia coli mempengaruhi kestabilan plasmid. Penambahan nutrien pembatas menggunakan kaedah fed-batch boleh mengawal kadar pertumbuhan secara rasional. E. coli , dengan itu meningkatkan hasil plasmid. Strategi kawalan DO-stat biasanya digunakan untuk mengawal proses fed-batch semasa penfermentasi plasmid. Terdapat juga penyelidikan yang menunjukkan kesesuaian strategi pH-stat.

3. Perkhidmatan yang disediakan oleh Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma telah membangunkan platform yang masak untuk pengeluaran plasmid. Selain itu, Yaohai Bio-Pharma telah mengoptimumkan medium budidaya asas, medium pemberian, dan strategi kawalan penfermentasian. Dalam satu kitaran budidaya selama 30 jam, hasil plasmid melebihi 1g/L.

Selain itu, Yaohai Bio-Pharma mampu menyediakan penyelesaian pengoptimuman proses berdasarkan kaedah faktor tunggal atau Reka Bentuk Ujikaji (DoE) untuk plasmid dan bakteria hos yang berbeza. Yaohai Bio-Pharma bertujuan untuk memenuhi keperluan pelanggan terhadap hasil dan kualiti plasmid yang tinggi.

Yaohai Bio-Pharma juga aktif mencari rakan global institusi atau individu dan menawarkan ganti rugi paling bersaing dalam industri. Jika anda mempunyai sebarang soalan, sila rasa percuma untuk menghubungi: [email protected]