Sản xuất protein tái tổ hợp có dược tính sinh học (phần I)

Phát triển quy trình phụ thuộc vào mục đích của sản phẩm Một trong những thách thức trong giai đoạn đầu của quy trình là thiết kế các bước quy trình mạnh để thu nhận có hiệu quả các sản phẩm không ổn định như protein tái tổ hợp từ các dịch lên men để đáp ứng các tiêu chuẩn độ tinh sạch của dược học. Chi phí vận hành của giai đoạn này chiếm khoảng 5080% của tổng chi phí do đó việc tối ưu hoá các kỹ thuật giai đoạn đầu này là nhân tố trung tâm trong...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sản xuất protein tái tổ hợp có dược tính sinh học (phần I) Sản xuất protein tái tổ hợp có dược tính sinh học (phần I)Phát triển quy trình phụ thuộcvào mục đích của sản phẩmMột trong những thách thức tronggiai đoạn đầu của quy trình là thiếtkế các bước quy trình mạnh để thunhận có hiệu quả các sản phẩmkhông ổn định như protein tái tổhợp từ các dịch lên men để đáp ứngcác tiêu chuẩn độ tinh sạch củadược học. Chi phí vận hành củagiai đoạn này chiếm khoảng 50-80% của tổng chi phí do đó việc tốiưu hoá các kỹ thuật giai đoạn đầunày là nhân tố trung tâm trong việcthiết kế một quy trình thích hợp.Quy trình tinh sạch bao gồm các kỹthuật lọc và sắc ký. Sự kết hợp vàthiết kế các bứơc đơn lẽ có tầmquan trọng nhất để phát triển cácquy trình có hiệu quả kinh tế.Trong quy trình tổng thể này, thiếtkế các kỹ thuật phải được xem xétcác khía cạnh khác như loại bỏ cácchất nhiễm trong quy trình sảnxuất, khả năng mở rộng và tự độnghoá, khả năng sắp sếp sản xuất theomột quy trình nhất định và các khíacạnh về quản lý. Tại mỗi bước củaquy trình phải được tính toán và tốiưu hoá các thông số hiệu suất, độtinh sạch và tính ổn định.Việc tinh sạch protein vẫn còn làmột trở ngại trong qúa trình pháttriển quy trình, đó chính là sự cảithiện chất nền trong phương phápsắc ký để đáp ứng cho các quy trìnhtinh sạch hiệu quả hơn.Việc bổ sung thêm một giai đoạntrong quá trình tinh sạch của côngty Rentschler Biotechnologie là đưathêm vào một kỹ thuật mới nhưtăng cường sự hấp thu củahạt (EBA) và các chất hấp thu quamàng. Những công nghệ này giatăng hiệu suất, giảm thời gian toànbộ quy trình, chi phí và rút ngắnthời gian đưa ra thị trường.Về các tiêu chuẩn tối ưu của chấtnền sắc ký là tăng hiệu suất và vàđộ tinh khiết, các tiêu chuẩn nàyphải đạt được tiêu chuẩn GMP vàthích hợp để sản xuất quy mô lớn.Các nhà sản xuất có thể cung cấpcác cột tinh sạch đạt được các đặctính kỹ thuật để chắc chắn đạt đượcchất lượng và duy trì chất lượngtrong một thời gian dài.Hơn nữa, các chất nền phải đượcổn định trong một khoảng pH rộng,cho phép tái chế và làm sạch cột vànên hỗ trợ số lần sử dụng. Trongtrường hợp không có ký kết hợpđồng, nhà sản xuất không đảm bảosự sản xuất của sản phẩm trong mộtvài năm.Khi sự hấp thu cột được mở rộng,với các kỹ thuật tinh sạch, tháchthức là thu nhận protein mục tiêu ởtrạng thái hoạt động và có hiệu suấttừ hàng trăm hay hàng ngàn cácprotein được tìm thấy trong sinhvật chủ cũng như nhiều thành phầntừ môi trường nuôi cấy tế bào. Cácnhà sản xuất thường giải quyết khókhăn này thường là kết hợp nhiềubước của các kỹ thuật và bao gồmcác bước ly tâm và lọc.Một khi được làm sạch, proteinmục tiêu có thể được tập trung vàocác bước siêu lọc và lọc gel hai phavà sau đó tinh sạch với các phươngpháp khác nhau kết hợp, thường sửdụng là các phương pháp sắc ký cộtkết hợp. Tuy nhiên, gần đây, sự hấpthụ qua cột được mở rộng đã sửdụng kết hợp nhiều bước đơn khácnhau để phân chia tế bào, lọc và côđặc cũng như tinh sạch sơ bộ trongcùng một hệ thống. EBA gia tănghiệu suất, giảm thời gian toàn bộquy trình, giảm chi phí lao động,chi phí vận hành và tiên đầu tư sovới các bước truyền thống.Các chất hấp thu qua màng, Cácchất hấp thu qua màng là các màngsắc ký có các nhóm chức năng đểgắn các phân tử sinh học. Chúngkhông phải là các chất lỏng, mặc dùcấu trúc của chúng cũng tương tựnhau. Sự phân được thực hiện bằngcác liên kết protein không thuậnnghịch với các ligandCác phương pháp và buffer đượcbiết từ các phương pháp sắc ký lọcgel truyền thống có thể được ứngdụng được trực tiếp. So sánh vớicác cột sắc ký truyền thống, cáchiệu quả động học chính của cácchất hấp thụ qua màng có lỗ lớnđược đối lưu với các phân tửchuyển động được chuyển vào cácvị trí liên kết bằng sự khuyếch tánmàng nhanh bằng áp lực bơm. Sựgiới hạn khuyếch tán trong các hạtsắc ký chủ yếu do sự khuyếch tányếu bởi vì các kích lỗ nhỏ có kíchthước nanometer.Các chất hấp phụ cho phép các tốcđộ dòng chảy lớn và khả năng liênkết cao đối với các protein. Tuynhiên, sự dụng các sản phẩm mới,như các chất hấp phụ bằng màng,cũng có thể là trở ngại cho pháttriển một quy trình. Do đó, Công tyRentschler Biotechnologie đangcùng phát triển các màng hấp phụqua màng mới với công ty Sartoriuscũng với các hãng khác.Thiết kế một quy trình thông suốt,đòi hỏi có sự hiểu biết sâu về cácđặc tính hoá và sinh học của sảnphẩm và các thông tin chi tiết vềcác điều kiện nuôi cấy và thu nhận(bao gồm các thành phần môitrường, sự sống tế bào, hoạt tínhenzyme, sự ổn định sản phẩm vàvirus). Số lượng sản phẩm lớn cầndược xác định về đặc tính sảnphẩm, chất lượng và nồng độ sảnphẩm và công thức trước khi pháttriển.Sau đó các bước tinh sạch riêng rẽphải được thực hiện cận thận đểloại nhiễm, khả năng tải của cột,các tiêu chuẩn về dung dịch đệm,hiệu suất và thời gian cho toàn bộquy trình, khả năng nâng cấp đểthực hiện trong một quy trình lớnhơn. Kh ...