Методи підвищення викиду pDNA

Виробництво плазмідної ДНК (pDNA) залежить від генетичної рекомбінації, яка включає підключення цільового гена та інших елементів для формування ковалентно закритої циркулярної структури. Ферментування з високою щільністю клітин Ешеріхія Колі та очищення є головними способами виробництва pDNA.

Розробка клітинної та генової терапії (CGT) та mRNA відкрила більше можливостей для запобігання епідемічним хворобам та лікування рідкісних захворювань. Промислове виробництво CGT та mRNA потребує якісної pDNA . Тому, оптимізоване ферментування E. coli та висока продуктивність pDNA є ключовими для економічної ефективності вакцин/ліків CGT та mRNA.

1. Зростаюча потрібність у pDNA

За звітом про ринок виробництва плазмідної ДНК в США, ринок CGT очікується, що зросте від 7,2 мільярда доларів США у 2023 році до 23,3 мільярда доларів США у 2028 році. Крім того, генна терапія стане домінуючим напрямком CGT. Збільшується кількість терапій CGT, які отримують затвердження для запуску на ринок, і більше піплайнів входить у клінічну фазу. Як результат, попит на pDNA росте захопливо.

Крім терапій CGT, pDNA є важливим сировинним матеріалом для виробництва вакцин mRNA. За рахунок неперервного інноваційного розвитку технологій mRNA в галузях вакцин проти інфекційних хвороб, вакцин проти раку та лікувань рідких хвороб, попит на pDNA також буде швидко зростати.

2. Методи підвищення викиду pDNA

Залучено до зростаючого попиту на плазмідну ДНК, поточний фокус розробки технології полягає у оптимізації стратегій ферментування для покращення видачі пДНК. Ключовими умовами для розробки верхньострумового процесу є склад культурної середи, температура, pH, розчинений кисень (DO), специфічна швидкість виробництва та стратегії фід-бетч.

Культурна середа: Культурна середа для ферментування E. coli що використовується при виробництві плазмідів, зазвичай є напівсinteтичною середою. Вона складається з джерел вуглецю, азоту, бездужинних солей та мікронутрієнтів. Серед них типи джерел вуглецю та азоту є ключовими для росту E. coli та накопичення продуктів. Звичайні джерела вуглецю - це глюкоза і глицерин, а джерела азоту включають органічні та бездужинні джерела азоту. Крім того, надто висока відношення вуглецю до азоту (C/N) може сповільнити рост бактеріального штаму, тоді як надто низьке відношення C/N може сприяти швидкому росту, але обмежувати накопичення продукту.

Температура : Оптимальна температура для росту E. coli є 37°C. Проте, нижчі температури (30-37°C) можуть використовуватися у партійній ферментації для зменшення максимальної специфічної швидкості виробництва, що збільшує реплікацію плазмиди. Для тепловідчутливих плазмід збільшення температури до 42°C може індукувати подвоєння кількості копій плазміди.

pH : Оптимальний pH для росту E. coli є 7±0.2. pH бродильної маси зазвичай підтримується за допомогою кислотно-основних насосів.

DO : Критичний діапазон концентрації розчиненого кисню для E. coli є 20%-30%. Недостатньо розчиненого кисню може призвести до надмірного виробництва оцетної кислоти, що впливає на рост бактерій та навіть може призводити до автолізу бактерій. Забагато розчиненого кисню може призвести до кисневого отруєння. Фактори, які впливають на розчинений кисень, включають швидкість мешування, швидкість аерації тощо.

Стратегія партійної ферментації : Партійна ферментація часто вибирається для виробництва плазмід. По-перше, це сприяє досягненню високої густини клітин E. coli, що призводить до більшої біомаси, яка виступає основою для високої виробництва. Другим фактором є той, що занадто швидкий рост Escherichia coli впливає на стабільність плазмид. Додавання обмежуючих споживчих речовин за допомогою методу fed-batch може раціонально контролювати темп росту E. coli , таким чином підвищуючи виробництво плазмідів. Стратегія керування DO-stat широко використовується для регулювання методу fed-batch під час ферментації плазмідів. Також існують дослідження, що підтверджують можливість застосування стратегії pH-stat.

3. Послуги, які надає Yaohai Bio-Pharma

Yaohai Bio-Pharma розробила досконалу платформу для виробництва плазмідів. Крім того, Yaohai Bio-Pharma оптимізувала базовий культурний середовище, додатковий середовище та стратегію керування ферментацією. У межах циклу культивування тривалістю 30 годин виробництво плазмідів перевищує 1г/л.

Крім того, Yaohai Bio-Pharma здатна пропонувати рішення щодо оптимізації процесу на основі методів однинного фактора або планування експериментів (DoE) для різних плазмід та бактерій-носіїв. Yaohai Bio-Pharma ставить метою задовольнення вимог клієнтів щодо високої виробництва плазмід та якості.

Yaohai Bio-Pharma також активно шукає глобальних партнерів, як установ, так і окремих осіб, і пропонує найбільш конкурентоспроможне винагородження в галузі. Якщо в вас є будь-які питання, будь ласка, не соромтеся звертатися: [email protected]