วิธีการปรับปรุงผลผลิตของ pDNA

การผลิตพลาสมิดดีเอ็นเอ (pDNA) อาศัยการรวมยีนใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อยีนเป้าหมายและองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อสร้างโครงสร้างวงกลมปิดแบบโควาเลนต์ การหมักที่มีความหนาแน่นของเซลล์สูงของ เชื้อ Escherichia coli และการทำให้บริสุทธิ์เป็นวิธีหลักในการผลิต pDNA

การพัฒนาการบำบัดด้วยเซลล์และยีน (CGT) และ mRNA ทำให้มีความเป็นไปได้มากขึ้นในการป้องกันโรคระบาดและรักษาโรคหายาก การผลิต CGT และ mRNA ในภาคอุตสาหกรรมต้องใช้ pDNA คุณภาพสูง. ดังนั้น การหมักที่ปรับให้เหมาะสม E. coli และผลผลิต pDNA สูง มีความสำคัญต่อความคุ้มทุนของวัคซีน/ยา CGT และ mRNA

1. ความต้องการ pDNA ที่เพิ่มขึ้น

ตามรายงานตลาดการผลิตพลาสมิดดีเอ็นเอของสหรัฐอเมริกา ตลาด CGT คาดว่าจะเติบโตจาก 7.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2023 เป็น 23.3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2028 นอกจากนี้ ยีนบำบัดจะกลายเป็นแนวทางหลักของ CGT การบำบัดด้วย CGT จำนวนเพิ่มมากขึ้นได้รับการอนุมัติให้เปิดตัวสู่ตลาด และยังมีผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกหลายตัวที่เข้าสู่ระยะทดลองทางคลินิก ส่งผลให้ความต้องการ pDNA พุ่งสูงขึ้น

นอกจากการบำบัดด้วย CGT แล้ว pDNA ยังเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับการผลิตวัคซีน mRNA ด้วยการพัฒนานวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี mRNA ในด้านวัคซีนโรคติดเชื้อ วัคซีนมะเร็ง และการรักษาโรคหายาก ความต้องการ pDNA ก็จะเติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน

2. วิธีการเพิ่มผลผลิตของ pDNA

ด้วยความต้องการ DNA พลาสมิดที่เพิ่มขึ้น การพัฒนาเทคโนโลยีในปัจจุบันจึงมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกลยุทธ์การหมักเพื่อเพิ่มผลผลิตของ pDNA เงื่อนไขสำคัญสำหรับการพัฒนากระบวนการต้นน้ำ ได้แก่ ส่วนประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อ อุณหภูมิ ค่า pH ออกซิเจนที่ละลายน้ำ (DO) อัตราการผลิตเฉพาะ และกลยุทธ์การป้อนอาหารแบบแบตช์

อาหารเลี้ยงเชื้อ: อาหารเลี้ยงเชื้อเพื่อการหมัก E. coli ที่ใช้ในการผลิตพลาสมิดโดยทั่วไปคือตัวกลางกึ่งสังเคราะห์ ประกอบด้วยแหล่งคาร์บอน แหล่งไนโตรเจน เกลืออนินทรีย์ และธาตุรอง ในบรรดานั้น แหล่งคาร์บอนและไนโตรเจนประเภทต่างๆ มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพลาสมิด E. coli และการสะสมของผลิตภัณฑ์ แหล่งคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กลูโคสและกลีเซอรอล และแหล่งไนโตรเจน ได้แก่ แหล่งไนโตรเจนอินทรีย์และอนินทรีย์ นอกจากนี้ อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน (C/N) ที่สูงเกินไปอาจทำให้แบคทีเรียเติบโตช้าลง ในขณะที่อัตราส่วน C/N ที่ต่ำเกินไปอาจทำให้แบคทีเรียเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่จำกัดการสะสมของผลิตภัณฑ์

อุณหภูมิ:อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของ E. coli คือ 37°C อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (30-37°C) สามารถนำมาใช้ในการหมักแบบแบตช์เพื่อลดอัตราการผลิตจำเพาะสูงสุด ส่งผลให้การจำลองพลาสมิดเพิ่มขึ้น สำหรับพลาสมิดที่ไวต่อความร้อน การเพิ่มอุณหภูมิเป็น 42°C สามารถทำให้จำนวนสำเนาพลาสมิดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

pH:ค่า pH ที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของ E. coli คือ 7±0.2 โดยทั่วไปค่า pH ของน้ำหมักจะคงอยู่โดยใช้ปั๊มกรด-เบส

DO:ช่วงความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายอยู่ในภาวะวิกฤตสำหรับ E. coli คือ 20%-30% ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ไม่เพียงพออาจทำให้มีการผลิตกรดอะซิติกมากเกินไป ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย และอาจถึงขั้นทำให้แบคทีเรียสลายตัวได้ ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้มากเกินไปอาจทำให้เกิดพิษจากออกซิเจน ปัจจัยที่ส่งผลต่อออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ ได้แก่ ความเร็วในการกวน อัตราการเติมอากาศ เป็นต้น

กลยุทธ์แบตช์เฟด:การหมักแบบเฟดแบตช์มักถูกเลือกสำหรับการผลิตพลาสมิด ประการแรก วิธีนี้ช่วยให้สามารถหมักพลาสมิดที่มีความหนาแน่นของเซลล์สูงได้ อีโคไล ส่งผลให้มีชีวมวลมากขึ้น ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับผลผลิตสูง ประการที่สอง การเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วเกินไปของ Escherichia coli ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของพลาสมิด การเติมสารอาหารที่จำกัดโดยใช้อาหารแบบแบตช์สามารถควบคุมอัตราการเจริญเติบโตของ E. coliซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตพลาสมิด กลยุทธ์การควบคุม DO-stat มักใช้เพื่อควบคุมการป้อนอาหารแบบแบตช์ระหว่างการหมักพลาสมิด นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของกลยุทธ์ pH-stat

3. บริการที่ให้โดย Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma ได้พัฒนาแพลตฟอร์มที่สมบูรณ์แบบสำหรับการผลิตพลาสมิด นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma ยังปรับปรุงอาหารเลี้ยงเชื้อพื้นฐาน อาหารเลี้ยงเชื้อ และกลยุทธ์การควบคุมการหมักให้เหมาะสมที่สุด ภายในรอบการเพาะเลี้ยง 30 ชั่วโมง ผลผลิตพลาสมิดจะเกิน 1 กรัมต่อลิตร

นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma ยังมีความสามารถในการนำเสนอโซลูชันการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการโดยใช้ปัจจัยเดียวหรือวิธีการออกแบบการทดลอง (DoE) สำหรับพลาสมิดและแบคทีเรียโฮสต์ที่แตกต่างกัน Yaohai Bio-Pharma มุ่งมั่นที่จะตอบสนองความต้องการของลูกค้าสำหรับผลผลิตและคุณภาพของพลาสมิดที่สูง

นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma ยังแสวงหาพันธมิตรระดับสถาบันหรือระดับบุคคลทั่วโลกอย่างแข็งขัน และเสนอค่าตอบแทนที่แข่งขันได้มากที่สุดในอุตสาหกรรม หากคุณมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อ: [email protected]