วิธีการเพิ่มผลผลิตของ pDNA

การผลิตดีเอ็นเอพลาสมิด (pDNA) ขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนพันธุกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อจีนเป้าหมายและองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างโครงสร้างวงกลมที่ปิดผนึกแบบโควาเลนต์ การหมักเซลล์ความหนาแน่นสูง Escherichia Coli และการ提บริสุทธิ์เป็นวิธีหลักในการผลิต pDNA

การพัฒนาบำบัดด้วยเซลล์และยีน (CGT) และ mRNA ได้นำเสนอทางเลือกเพิ่มเติมสำหรับการป้องกันโรคระบาดและการรักษาโรคหายาก การผลิตอุตสาหกรรมของ CGT และ mRNA ต้องการ pDNA คุณภาพสูง ดังนั้น การหมักที่ปรับปรุงแล้วของ E. coli และผลผลิตสูงของ pDNA เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความคุ้มค่าของวัคซีน/ยา CGT และ mRNA

1. ความต้องการ pDNA ที่เพิ่มขึ้น

ตามรายงานตลาดการผลิตพลาสมิดดีเอ็นเอของสหรัฐอเมริกา ตลาด CGT มีแนวโน้มจะเติบโตจาก 7.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2023 เป็น 23.3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2028 นอกจากนี้ การบำบัดด้วยยีนจะกลายเป็นทิศทางหลักของ CGT มีจำนวนการบำบัดด้วย CGT ที่ได้รับการอนุมัติเพิ่มขึ้นสำหรับการเปิดตัวสู่ตลาด และมีท่อส่งยาจำนวนมากขึ้นที่เข้าสู่ระยะคลินิก ส่งผลให้ความต้องการ pDNA เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

นอกจากการบำบัดด้วย CGT แล้ว pDNA ยังเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับการผลิตวัคซีน mRNA โดยมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี mRNA ในสาขาของวัคซีนโรคติดเชื้อ วัคซีนมะเร็ง และการรักษาโรคหายาก ความต้องการ pDNA จะเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยเช่นกัน

2. วิธีการเพิ่มผลผลิตของ pDNA

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับ DNA พลาสมิด เทคโนโลยีในปัจจุบันเน้นไปที่การปรับปรุงกลยุทธ์การหมักเพื่อเพิ่มผลผลิตของ pDNA สภาพสำคัญสำหรับการพัฒนากระบวนการด้านต้นน้ำรวมถึงองค์ประกอบของสารอาหารวัฒนธรรม อุณหภูมิ pH ออกซิเจนที่ละลาย (DO) อัตราการผลิตเฉพาะ และกลยุทธ์แบบ fed-batch

สารอาหารวัฒนธรรม: สารอาหารวัฒนธรรมสำหรับการหมักของ E. coli ที่ใช้ในการผลิตพลาสมิดมักเป็นสารอาหารกึ่งสังเคราะห์ ประกอบด้วยแหล่งคาร์บอน แหล่งไนโตรเจน เกลือแร่ และธาตุเหล็ก ในจำนวนนี้ ประเภทของแหล่งคาร์บอนและไนโตรเจนมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของ E. coli และการสะสมของผลิตภัณฑ์ แหล่งคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไปคือกลูโคสและไกลเซอรอล และแหล่งไนโตรเจนรวมถึงแหล่งไนโตรเจนอินทรีย์และไม่อินทรีย์ นอกจากนี้ การมีอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน (C/N) สูงเกินไปอาจทำให้การเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียช้าลง ในขณะที่อัตราส่วน C/N ต่ำเกินไปอาจส่งเสริมการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วแต่จำกัดการสะสมของผลิตภัณฑ์

อุณหภูมิ : อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของ E. coli คือ 37°C อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (30-37°C) สามารถใช้ในการหมักแบบแบทช์เพื่อลดอัตราการผลิตเฉพาะสูงสุด ซึ่งจะเพิ่มการคัดลอกพลาสมิดได้ สำหรับพลาสมิดที่ไวต่อความร้อน การเพิ่มอุณหภูมิเป็น 42°C สามารถกระตุ้นให้จำนวนสำเนาของพลาสมิดเพิ่มขึ้นสองเท่าได้

พีเอช : pH ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของ E. coli คือ 7±0.2 โดยปกติแล้ว pH ของสารหมักจะถูกควบคุมผ่านปั๊มกรดและเบส

ทํา : ช่วงความเข้มข้นออกซิเจนละลายที่สำคัญสำหรับ E. coli คือ 20%-30% ออกซิเจนละลายไม่เพียงพออาจนำไปสู่การผลิตกรดอะซีติกเกินไป ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย และอาจทำให้เกิดการย่อยตัวเองของแบคทีเรียได้ ขณะที่ออกซิเจนละลายมากเกินไปอาจทำให้เกิดภาวะพิษจากออกซิเจนได้ ปัจจัยที่ส่งผลต่อออกซิเจนละลายรวมถึงความเร็วของการคนและอัตราการระบายอากาศ เป็นต้น

กลยุทธ์การหมักแบบฟีดแบทช์ : การหมักแบบฟีดแบทช์มักถูกเลือกใช้สำหรับการผลิตพลาสมิด เนื่องจากเป็นประโยชน์ต่อการหมักเซลล์หนาแน่นสูงของ E. coli, ทำให้เกิดชีวมวลมากขึ้น ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับผลผลิตสูง นอกจากนี้ การเจริญเติบโตที่เร็วเกินไปของ Escherichia coli ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของพลาสมิด การเพิ่มสารอาหารแบบจำกัดด้วยวิธี fed-batch สามารถควบคุมอัตราการเจริญเติบโตได้อย่างเหมาะสม E. coli ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตของพลาสมิด กลยุทธ์การควบคุม DO-stat เป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุม fed-batch ในระหว่างกระบวนการหมักพลาสมิด นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่แสดงถึงความเป็นไปได้ของกลยุทธ์ pH-stat

3. บริการที่ให้โดย Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma ได้พัฒนาแพลตฟอร์มการผลิตพลาสมิดที่ครบวงจร นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma ยังปรับปรุงสื่อการเลี้ยงพื้นฐาน สื่อเสริม และกลยุทธ์การควบคุมการหมัก ภายในระยะเวลาการปลูก 30 ชั่วโมง ผลผลิตของพลาสมิดเกินกว่า 1g/L

นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma สามารให้บริการแก้ไขกระบวนการด้วยวิธีการแบบปัจจัยเดียวหรือวิธีการออกแบบการทดลอง (DoE) สำหรับพลาสมิดและแบคทีเรียโฮสต์ชนิดต่าง ๆ Yaohai Bio-Pharma มุ่งมั่นที่จะตอบสนองความต้องการของลูกค้าในเรื่องของผลผลิตและความสะอาดของพลาสมิดในระดับสูง

Yaohai Bio-Pharma ยังคงมองหามือหรือพันธมิตรระดับโลกทั้งหน่วยงานและบุคคลทั่วไป และเสนอค่าตอบแทนที่แข่งขันได้มากที่สุดในอุตสาหกรรม หากท่านมีคำถามใด ๆ กรุณาติดต่อ: [email protected]