Методы улучшения выхода пДНК Россия

Производство плазмидной ДНК (pDNA) основано на генетической рекомбинации, которая включает соединение целевого гена и других элементов для формирования ковалентно замкнутой кольцевой структуры. Ферментация с высокой плотностью клеток Кишечная палочка и очистка являются основными способами получения пДНК.

Развитие клеточной и генной терапии (CGT) и мРНК открыло больше возможностей для профилактики эпидемических заболеваний и лечения редких заболеваний. Промышленное производство CGT и мРНК требует высококачественная пДНК. Таким образом, оптимизированная ферментация E. палочки и высокий выход pDNA имеют решающее значение для экономической эффективности вакцин/препаратов CGT и мРНК.

1. Растущий спрос на пДНК

Согласно отчету о рынке производства плазмидной ДНК в США, ожидается, что рынок CGT вырастет с 7.2 млрд долларов США в 2023 году до 23.3 млрд долларов США в 2028 году. Кроме того, доминирующим направлением CGT станет генная терапия. Все большее число терапий CGT одобряется для запуска на рынок, и все больше разработок вступают в клиническую фазу. В результате спрос на pDNA стремительно растет.

Помимо CGT-терапии, pDNA является важным сырьем для производства вакцин мРНК. С постоянными инновациями технологии мРНК в области вакцин от инфекционных заболеваний, вакцин от рака и лечения редких заболеваний спрос на pDNA также будет быстро расти.

2. Методы повышения выхода пДНК

С ростом спроса на плазмидную ДНК, текущее развитие технологий сосредоточено на оптимизации стратегий ферментации для улучшения выхода pDNA. Ключевые условия для разработки процесса upstream включают компоненты культуральной среды, температуру, pH, растворенный кислород (DO), удельную производительность и стратегии подпитки.

Питательная среда: Питательная среда для ферментации E. палочки используемая в производстве плазмид, как правило, полусинтетическая среда. Она состоит из источников углерода, источников азота, неорганических солей и микроэлементов. Среди них типы источников углерода и азота имеют решающее значение для роста E. палочки и накопление продуктов. Обычно используемые источники углерода — глюкоза и глицерин, а источники азота включают органические и неорганические источники азота. Кроме того, чрезмерно высокое отношение углерода к азоту (C/N) может замедлить рост бактериального штамма, в то время как чрезмерно низкое отношение C/N может способствовать быстрому росту, но ограничивать накопление продуктов.

Температура: Оптимальная температура для роста E. палочки составляет 37°C. Однако более низкие температуры (30-37°C) могут использоваться при периодической ферментации для снижения максимальной удельной скорости производства, тем самым увеличивая репликацию плазмиды. Для термочувствительных плазмид повышение температуры до 42°C может вызвать удвоение числа копий плазмиды.

pH: Оптимальный pH для роста E. палочки составляет 7±0.2. pH ферментационного бульона обычно поддерживается с помощью кислотно-щелочных насосов.

DO: Критический диапазон концентраций растворенного кислорода для E. палочки составляет 20%-30%. Недостаток растворенного кислорода может привести к избыточному производству уксусной кислоты, что влияет на рост бактерий и даже вызывает бактериальный аутолиз. Избыток растворенного кислорода может вызвать отравление кислородом. Факторы, которые влияют на растворенный кислород, включают скорость перемешивания, скорость аэрации и т. д.

Стратегия Fed-Batch: Ферментация с подпиткой часто выбирается для производства плазмид. Во-первых, она способствует достижению высокой плотности ферментации клеток Кишечная палочка, в результате чего образуется больше биомассы, что служит основой для высокого урожая. Во-вторых, чрезмерно быстрый рост Escherichia coli влияет на стабильность плазмиды. Добавление ограничивающих питательных веществ с использованием подпитки может рационально контролировать скорость роста E. палочки, тем самым увеличивая выход плазмиды. Стратегия контроля DO-stat обычно используется для регулирования подпитки во время ферментации плазмиды. Также есть исследования, указывающие на осуществимость стратегии pH-stat.

3. Услуги, предоставляемые Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma разработала зрелую платформу для производства плазмид. Кроме того, Yaohai Bio-Pharma оптимизировала базовую питательную среду, питательную среду и стратегию управления ферментацией. В течение цикла культивирования продолжительностью 30 часов выход плазмид превышает 1 г/л.

Кроме того, Yaohai Bio-Pharma способна предоставлять решения по оптимизации процесса на основе однофакторных методов или методов проектирования экспериментов (DoE) для различных плазмид и бактерий-хозяев. Yaohai Bio-Pharma стремится удовлетворять требования клиентов к высокому выходу и качеству плазмид.

Yaohai Bio-Pharma также активно ищет институциональных или индивидуальных глобальных партнеров и предлагает самую конкурентоспособную компенсацию в отрасли. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с: [email protected]