Metode de îmbunătățire a randamentului de pADN

Producția de ADN plasmidic (pDNA) se bazează pe recombinarea genetică, care implică conectarea genei țintă și a altor elemente pentru a forma o structură circulară închisă covalent. Fermentarea cu densitate mare a celulelor Escherichia coli și purificarea sunt principalele modalități de a produce pADN.

Dezvoltarea terapiei celulare și genice (CGT) și ARNm a adus mai multe posibilități pentru prevenirea bolilor epidemice și tratarea bolilor rare. Producția industrială de CGT și ARNm necesită pADN de înaltă calitate. Prin urmare, fermentare optimizată a E. coli și randament ridicat de pADN sunt cruciale pentru rentabilitatea vaccinurilor/medicamentelor CGT și ARNm.

1. Creșterea cererii de pADN

Potrivit raportului SUA privind piața de fabricație a ADN-ului cu plasmide, se așteaptă ca piața CGT să crească de la 7.2 miliarde USD în 2023 la 23.3 miliarde USD în 2028. În plus, terapia genică va deveni direcția dominantă a CGT. Un număr tot mai mare de terapii CGT sunt aprobate pentru lansare pe piață și mai multe conducte intră în faza clinică. Ca urmare, cererea de pADN este în creștere.

Pe lângă terapiile CGT, ADNp este o materie primă esențială pentru producerea vaccinurilor ARNm. Odată cu inovarea continuă a tehnologiei ARNm în domeniile vaccinurilor împotriva bolilor infecțioase, vaccinurilor împotriva cancerului și tratamentelor pentru boli rare, cererea de ADNp va crește, de asemenea, rapid.

2. Metode de îmbunătățire a randamentului de pADN

Odată cu creșterea cererii de ADN plasmidic, dezvoltarea tehnologiei actuale se concentrează pe optimizarea strategiilor de fermentație pentru a îmbunătăți randamentul pADN-ului. Condițiile cheie pentru dezvoltarea procesului în amonte includ componente ale mediului de cultură, temperatura, pH-ul, oxigenul dizolvat (DO), rata de producție specifică și strategiile de fed-batch.

Mediu de cultura: Mediul de cultură pentru fermentarea E. coli utilizat în producția de plasmide este de obicei un mediu semi-sintetic. Este compus din surse de carbon, surse de azot, săruri anorganice și oligoelemente. Printre acestea, tipurile de surse de carbon și azot sunt cruciale pentru creșterea E. coli și acumularea de produse. Sursele de carbon utilizate în mod obișnuit sunt glucoza și glicerolul, iar sursele de azot includ surse de azot organic și anorganic. În plus, un raport carbon-azot (C/N) excesiv de mare poate încetini creșterea tulpinii bacteriene, în timp ce un raport C/N excesiv de scăzut poate promova creșterea rapidă, dar poate limita acumularea de produs.

Temperatura: Temperatura optimă pentru creșterea E. coli este de 37°C. Cu toate acestea, temperaturi mai scăzute (30-37°C) pot fi utilizate în fermentația în lot pentru a reduce rata maximă de producție specifică, crescând astfel replicarea plasmidei. Pentru plasmidele sensibile la căldură, creșterea temperaturii la 42°C poate induce o dublare a numărului de copii ale plasmidei.

pH: pH-ul optim pentru creșterea E. coli este 7±0.2. pH-ul bulionului de fermentare este de obicei menținut prin pompe acido-bazice.

DO: Intervalul critic de concentrație de oxigen dizolvat pentru E. coli este de 20%-30%. Oxigenul dizolvat insuficient poate duce la producerea excesivă de acid acetic, afectând creșterea bacteriilor și chiar provocând autoliza bacteriană. Oxigenul dizolvat în exces poate provoca intoxicații cu oxigen. Factorii care afectează oxigenul dizolvat includ viteza de agitare, viteza de aerare etc.

Strategia Fed-batch: Fermentarea fed-batch este adesea aleasă pentru producția de plasmide. În primul rând, este favorabil obținerii unei fermentații cu densitate mare a celulelor E coli, rezultând mai multă biomasă, care servește drept bază pentru un randament ridicat. În al doilea rând, creșterea excesiv de rapidă a Escherichia coli afectează stabilitatea plasmidei. Adăugarea de nutrienți restrictivi folosind fed-batch poate controla rațional rata de creștere a E. coli, crescând astfel randamentul plasmidei. Strategia de control DO-stat este utilizată în mod obișnuit pentru a regla lotul alimentat în timpul fermentației plasmide. Există, de asemenea, cercetări care indică fezabilitatea strategiei pH-stat.

3. Servicii oferite de Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma a dezvoltat o platformă matură pentru producția de plasmide. În plus, Yaohai Bio-Pharma a optimizat mediul de cultură de bază, mediul furajer și strategia de control al fermentației. Într-un ciclu de cultivare de 30 de ore, randamentul de plasmidă depășește 1 g/L.

În plus, Yaohai Bio-Pharma este capabilă să ofere soluții de optimizare a proceselor bazate pe metode cu un singur factor sau Design of Experiments (DoE) pentru diferite plasmide și bacterii gazdă. Yaohai Bio-Pharma își propune să îndeplinească cerințele clienților pentru randament și calitate ridicată a plasmidelor.

De asemenea, Yaohai Bio-Pharma caută în mod activ parteneri instituționali sau individuali la nivel mondial și oferă cea mai competitivă compensație din industrie. Dacă aveți întrebări, vă rugăm să nu ezitați să contactați: [email protected]