Metode pentru a îmbunătăți rendita pDNA

Producerea ADN-ului plasmidic (pDNA) se bazează pe recombinația genetică, care implică conectarea genului țintă și a altor elemente pentru a forma o structură circulară închisă covalent. Fermentarea la densitate celulară ridicată Escherichia Coli și purificarea sunt principalele metode de producție a pDNA.

Dezvoltarea terapiilor celulare și bazate pe gene (CGT) și a mRNA-ului a deschis mai multe posibilități pentru prevenirea bolilor epidemice și tratamentul bolilor rare. Producerea industrială a CGT și mRNA necesită pDNA de înaltă calitate . Prin urmare, fermentarea optimizată a E. coli și obținerea unui rendiment ridicat al pDNA sunt esențiale pentru eficiența costurilor a vaccinurilor/medicamentelor CGT și mRNA.

1. Cerere în creștere pentru pDNA

Conform Raportului de Piata a SUA privind Fabricarea de ADN Plasmidic, piața CGT este prevăzută să crească de la 7,2 miliarde de USD în 2023 la 23,3 miliarde de USD în 2028. De asemenea, terapia genetică va deveni direcția dominantă a CGT. Un număr tot mai mare de terapii CGT sunt aprobate pentru lansare pe piață, iar mai multe pipeline intra în faza clinică. Ca urmare, cererea de ADNp explodează.

Pe lângă terapiile CGT, ADNp este un material brut esențial pentru producerea de vaccinuri mRNA. Cu inovarea continuă a tehnologiei mRNA în domeniile vaccinurilor împotriva bolilor infecțioase, vaccinurilor împotriva cancerului și tratamentelor bolilor rare, cererea de ADNp va crește rapid.

2. Metode de a îmbunătăți rendita ADNp

Cu creșterea cererii de ADN plasmidial, punctul principal al dezvoltării tehnologice actuale este optimizarea strategiilor de fermentare pentru a îmbunătăți rendita de pDNA. Condițiile cheie pentru dezvoltarea procesului upstream includ componente ale mediu de cultură, temperatură, pH, oxigen dissolvat (DO), rata specifică de producție și strategiile fed-batch.

Mediu de cultură: Mediul de cultură pentru fermentarea E. coli folosit în producerea de plasmid este de obicei un mediu semi-sintetic. Acesta este compus din surse de carbon, surse de azot, soli inorganiși și elemente de trase. Printre acestea, tipurile de surse de carbon și azot sunt esențiale pentru creșterea E. coli și acumularea produselor. Surselor de carbon uzuate sunt glucoza și glicerol, iar surselor de azot li se adaugă surse organice și inorganice de azot. În plus, un raport prea ridicat de carbon la azot (C/N) poate întârzia creșterea stăpânirii bacteriene, în timp ce un raport C/N prea scăzut poate promova o creștere rapidă, dar să limiteze acumularea produsului.

Temperatură : Temperatura optimală pentru creșterea E. coli este de 37°C. Cu toate acestea, temperaturi mai mici (30-37°C) pot fi utilizate în fermentarea prin loturi pentru a reduce rata specifică maximă de producție, astfel încât să se crească replicarea plasmidei. Pentru plasmide sensibile la căldură, creșterea temperaturii la 42°C poate induce o dublare a numărului de copii al plasmidei.

pH : pH-ul optimal pentru creșterea E. coli este de 7±0.2. pH-ul fermentei este de obicei menținut prin pompe de acid-bază.

DO : Intervalul critic de concentrație a oxigenului dissolvat pentru E. coli este de 20%-30%. Oxigenul dissolvat insuficient poate duce la o producție excesivă de acid acetic, afectând creșterea bacteriană și chiar cauzând autoliza bacteriană. Oxigenul dissolvat excesiv poate provoca intoxicare cu oxigen. Factorii care afectează oxigenul dissolvat includ viteza de agitație, rata de aerificare, etc.

Strategia fed-batch : Fermentarea fed-batch este adesea aleasă pentru producerea de plasmide. În primul rând, este favorabilă realizării unei fermentări la densitate celulară ridicată a E. coli, rezultând în mai mult biomasa, care servește drept bază pentru o producere înaltă. În al doilea rând, creșterea excesiv de rapidă a lui Escherichia coli afectează stabilitatea plasmidei. Adăugarea de nutrienți restrictivi folosind metoda fed-batch poate controla rațional viteza de creștere a E. coli , astfel îmbunătățind producția de plasmide. Strategia de control DO-stat este utilizată frecvent pentru a regla metoda fed-batch în timpul fermentării cu plasmide. Există și cercetări care indică fezabilitatea strategiei pH-stat.

3. Serviciile oferite de Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma a dezvoltat o platformă matură pentru producerea de plasmide. De asemenea, Yaohai Bio-Pharma a optimizat mediu cultural de bază, mediu de alimentare și strategia de control a fermentării. Într-un ciclu de cultură de 30 de ore, producția de plasmide depășește 1g/L.

În plus, Yaohai Bio-Pharma este capabilă să ofere soluții de optimizare a procesului bazate pe metode unui singur factor sau Proiectare a Experimentelor (DoE) pentru diferite plasmide și bacterii gazdă. Yaohai Bio-Pharma vizează îndeplinirea cerințelor clienților în ceea ce privește producția ridicată de plasmide și calitatea acesteia.

Yaohai Bio-Pharma caută, de asemenea, activ parteneri globali instituționali sau individuali și oferă cele mai competitive compensații din industrie. Dacă aveți vreo întrebare, nu ezitați să ne contactați: [email protected]