Optimalizácia bunkovej integrity E. coli pre biofarmaceutickú produkciu

V oblasti biofarmaceutík hrá Escherichia coli (E. coli) zásadnú úlohu ako hostiteľ pre expresiu rekombinantných proteínov. Bunková integrita E. coli je rozhodujúca pre výťažok proteínu, kvalitu a výrobné náklady. Táto integrita primárne zahŕňa štruktúru a funkciu vnútornej membrány (IM) a vonkajšej membrány (OM).

Yaohai Bio-Pharma má za sebou 15 rokov fermentácie E. coli a expresie rekombinantného proteínu. Používame rôzne stratégie na udržanie vysokej bunkovej integrity E. coli, výťažok plazmidov presahuje 1 g/l v rámci kultivačného cyklu 30 hodín. Na základe rozsiahlych skúseností s mikrobiálnou expresiou Yaohai Bio-Pharma zhrnula niekoľko účinných stratégií na monitorovanie a zlepšenie bunkovej integrity E. coli počas biofarmaceutickej produkcie.

Techniky na monitorovanie bunkovej integrity E. coli

Prietoková cytometria: Využíva fluorescenčné farbivá na rozlíšenie bunkových stavov, ako je propídiumjodid na detekciu životaschopnosti buniek a SYTO9 na hodnotenie permeability OM. Vyžaduje si to však vysoké náklady na škvrny a zložité operácie.

Kolorimetrické metódy: Odrážajte bunkovú lýzu detekciou obsahu DNA, enzýmových aktivít atď. v supernatante, ako je použitie súpravy reagencií PicoGreen a testy aktivity alkalickej fosfatázy. Tieto metódy sú však ťažkopádne a vyžadujú drahé činidlá.

Vysokovýkonná kvapalinová chromatografia: Používa sa na offline detekciu koncentrácií extracelulárneho produktu na posúdenie úniku OM. Jeho automatizácia je však zložitá a doba analýzy je dlhá.

Techniky vibračnej spektroskopie: Ako napríklad blízka infračervená a stredná infračervená spektroskopia, ktoré majú potenciálne aplikácie, ale vyžadujú prekonanie problémov so spektrálnou interferenciou a analýzou údajov.

Dielektrická spektroskopia: Posudzuje integritu membrány meraním impedancie bunkových suspenzií, čo umožňuje online monitorovanie v reálnom čase. Je však náchylný na rušenie a kalibrácia je náročná.

Biosenzory: Môžu detekovať zlúčeniny uniknuté z buniek alebo periplazmy, ale čelia problémom, ako sú problémy s regeneráciou senzorov.

Merania viskozity a hustoty: Nízke náklady a rýchle analýzy, ale chýba im selektivita a na posúdenie vyžadujú zváženie údajov z viacerých šarží.

Faktory ovplyvňujúce bunkovú integritu

Kmeňové inžinierstvo: Mení integritu OM prostredníctvom genetického inžinierstva, ako sú mutujúce lipoproteínové gény, ale môže ovplyvniť rast kmeňa.

Indukovaný stres: Nadmerná expresia rekombinantných proteínov vedie k metabolickej záťaži, ktorá ovplyvňuje bunkovú fyziológiu. Preto je potrebná rozumná regulácia hladín expresie.

Rýchlosť podávania substrátu: Príliš vysoká aj nízka rýchlosť podávania ovplyvňuje lýzu buniek a integritu OM.

Teplota a prevzdušňovanie: Vysoké teploty a nízka dostupnosť kyslíka zvyšujú expresný stres a únik OM, ale špecifické účinky sa líšia.

Osmotika: Používa sa na uvoľnenie periplazmatických proteínov, ale poškodzuje životaschopnosť buniek a obmedzuje ich aplikáciu.

Záver Budúci výskum sa musí hlbšie ponoriť do mechanizmov a podmienok opravy membrán, aby sa mohla presne kontrolovať integrita bunkovej membrány. Očakáva sa, že optimalizácia monitorovacích metód a analýza ovplyvňujúcich faktorov zvýšia kvalitu produktu, a tým podnietia rozvoj biofarmaceutického priemyslu.

Aktívne tiež hľadáme inštitucionálnych alebo individuálnych globálnych partnerov. Ponúkame najkonkurencieschopnejšiu kompenzáciu v odvetví. Ak máte akékoľvek otázky, neváhajte nás kontaktovať na [email protected]