mRNA生產(chǎn)
信使RNA(mRNA)是一類新興的生物治療藥物。
雖然它們有相當(dāng)大的前景,但mRNA生產(chǎn)制藥這一領(lǐng)域仍處于起步階段。mRNA治療為挑戰(zhàn)性疾病的靶向治療和靈活生產(chǎn)提供了新的機遇,抗COVID-19的mRNA疫苗的快速發(fā)展就證明了這一點。mRNA的臨床潛力已經(jīng)超出了疫苗的范疇,擴展到其他先進(jìn)的治療方法,例如蛋白質(zhì)替代、基因治療和癌癥免疫治療。在賽多利斯,我們的mRNA之旅起始于領(lǐng)先的純化技術(shù)。我們的全面知識現(xiàn)在擴展到mRNA原料藥(DS)生產(chǎn)的整個工藝。?
mRNA是從DNA轉(zhuǎn)錄而來的單鏈核酸,是基因表達(dá)的重要組成部分。為了發(fā)揮其臨床功能,mRNA分子被輸送到靶向組織,從而誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)編碼蛋白的產(chǎn)生。通過模仿內(nèi)源性mRNA的作用,治療性mRNA避免了與治療性重組蛋白相關(guān)的免疫原性和生產(chǎn)挑戰(zhàn)。mRNA的表達(dá)也是暫時的,其分子的穩(wěn)定性與基因表達(dá)直接相關(guān);在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的時間越長,編碼蛋白的產(chǎn)量就越大。?
了解更多有關(guān)mRNA生產(chǎn)的挑戰(zhàn),使用我們的純化工具箱開始您的探索之旅。?
mRNA生產(chǎn)工藝
從感興趣基因到mRNA
首先將編碼目的基因的DNA序列插入質(zhì)粒中。質(zhì)粒DNA(pDNA)在宿主細(xì)菌(通常是大腸桿菌)中增殖,直到被純化和線性化。mRNA由pDNA模板合成,pDNA模板與酶和核苷酸一起孵育產(chǎn)生mRNA。這種方法稱為體外轉(zhuǎn)錄(IVT),是一種無細(xì)胞的過程。需要更多的步驟來給mRNA封端并穩(wěn)定分子。
然后通過去除諸如酶、剩余核苷酸和核酸等雜質(zhì)來分離新的mRNA分子。最后,mRNA被濃縮并經(jīng)無菌過濾,直到可以被封裝到LNP中。?
挑戰(zhàn)
標(biāo)準(zhǔn)化IVT工藝的缺乏限制了單一mRNA純化平臺的發(fā)展。也沒有一刀切的工藝;例如,捕獲方法的選擇取決于mRNA構(gòu)建。 ??
- mRNA是不穩(wěn)定的大分子,對剪切應(yīng)力和酶降解敏感
- mRNA必須從具有類似特性的污染物中分離出來,如雙鏈RNA(dsRNA)、截短mRNA和DNA
- 分析工具的不足阻礙了優(yōu)化生產(chǎn)工藝的能力
mRNA合成 | 體外轉(zhuǎn)錄和封端
mRNA分子通常由線性化的pDNA通過體外轉(zhuǎn)錄(IVT)反應(yīng)來合成得到。IVT反應(yīng)需要一個DNA模板、核苷酸、聚合酶以及封端酶。不同mRNA結(jié)構(gòu)的合成可能需要不同的條件,這可能與推薦的程序不一致。這些程序可能包括間歇性純化步驟,以便優(yōu)化生產(chǎn)力。
你的需求:
具有快速分析支持的強大IVT反應(yīng)平臺
- 精心準(zhǔn)備的原材料
- 帶入反應(yīng)的有限污染物
- 高效的轉(zhuǎn)錄過程產(chǎn)生高濃度的mRNA
我們的獨特解決方案:
在賽多利斯,我們擁有業(yè)界領(lǐng)先的工藝開發(fā)服務(wù),可以優(yōu)化您的IVT反應(yīng)。?
- 對IVT反應(yīng)的深入理解可以幫助工藝開發(fā)活動 ?
- 具有豐富的色譜分析開發(fā)經(jīng)驗,能夠表征工藝的每一個步驟,最大限度地提高生產(chǎn)效率,確?;颊甙踩?
- 快速高效液相色譜分析以CIMac PrimaSTM 為基礎(chǔ),用于監(jiān)測試劑的消耗和mRNA的產(chǎn)生?。
- IVT反應(yīng)可以在封閉的生物反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行,以便擴大生產(chǎn)規(guī)模。 我們的Biostat STR? 是一種經(jīng)過工業(yè)驗證的生物反應(yīng)器,具有獨特而堅固的膜,可最大限度地減少可提取物和可浸出物。自動化技術(shù)促進(jìn)了IVT應(yīng)用中一系列工藝分析技術(shù)的集成。
- Flexsafe? Pro Mixer 技術(shù)是唯一一種一次性混合解決方案,配有pH、電導(dǎo)率和溫度的集成傳感器。該混勻器在全封閉設(shè)計中進(jìn)行低剪切和快速混勻應(yīng)用,非常適合像mRNA這種敏感分子的低剪切混勻。?
mRNA 捕獲
在mRNA捕獲過程中,mRNA被純化,IVT試劑(包括核苷酸、pDNA和酶)被去除。mRNA捕獲通常基于親和作用或mRNA分子的化學(xué)性質(zhì),通過色譜法進(jìn)行。然而,mRNA的尺寸大、與其他污染物相似且不穩(wěn)定,這些特性阻礙了其分離的成功性。此外,大規(guī)模純化技術(shù)的緩慢發(fā)展也迫使人們依賴實驗室規(guī)模的純化方法,即使是在大規(guī)模生產(chǎn)時也不例外。整體柱可以承受高流速,并在結(jié)合洗脫模式下實現(xiàn)雜質(zhì)的高度去除,促進(jìn)mRNA的高效捕獲。
你的需求:
高效且大規(guī)模的純化技術(shù)能夠以較高的分離率從雜質(zhì)(包括具有相似化學(xué)成分的雜質(zhì))中分離mRNA。 ?
- 有足夠的能力提高生產(chǎn)力
- 快速性能的即插即用系統(tǒng)
- 適用于任何生產(chǎn)工藝的靈活解決方案
- mRNA分子的高回收率
Resolute? Flowdrive? SU一次性層析系統(tǒng)設(shè)計用于中試、臨床以及商業(yè)生產(chǎn)。靈活的模塊化設(shè)計使整體柱操作具有等濃度或梯度設(shè)置選項。
mRNA 精純
精制可用于標(biāo)靶mRNA捕獲后殘余的雜質(zhì)-包括蛋白質(zhì)、dsRNA和截短RNA。在如mRNA療法這樣一個快速發(fā)展的領(lǐng)域,你需要全面的工具用以去除所有類型的污染物,確保分子符合必要的質(zhì)量要求,以便臨床應(yīng)用。
Resolute? Flowdrive SU一次性層析系統(tǒng)設(shè)計用于中試、臨床以及商業(yè)生產(chǎn)。靈活的模塊化設(shè)計使整體柱操作具有等濃度或梯度設(shè)置選項。
濃縮、洗濾和無菌過濾
濃縮和洗濾步驟可減少樣品體積并去除緩沖液中的小分子。這可以在整個過程的不同階段進(jìn)行。在最后的步驟中,需要對純化的mRNA進(jìn)行無菌過濾。
你的需求:
與mRNA對降解和剪切應(yīng)力的敏感性相適應(yīng)的溫和過濾方法
- 盡管mRNA不穩(wěn)定,也可以最大限度地回收 ?
- 降低在最終產(chǎn)品中引入新污染物(如核糖核酸酶)的風(fēng)險
我們的獨特解決方案:
賽多利斯為mRNA的濃縮和滲濾提供直觀且易于操作的純化解決方案,其特性包括伽馬輻照膜包形式。Hydrosart? 是一種最先進(jìn)的橫流膜,?設(shè)計用于mRNA的低吸附,確保與任何應(yīng)用兼容。
- 提供截留分子量從2 kD到300 kD的膜
- 吸附性低、流速和產(chǎn)品回收率提高
- 耐化學(xué)品、耐蒸汽、耐熱和耐伽馬輻照,且可與濃度高達(dá)40%的乙醇配合使用,并可在各種低污染的操作條件下使用
- Sartocon? 獨立單元?(0.1m2 至?14m2) 均經(jīng)伽馬輻照滅菌,便于封閉、大規(guī)模及隨時可用的處理
- Sartopore? ?提供最廣泛的PES膜組合,以最低的過濾成本完美地適用于所有產(chǎn)品類型。這些膜具有0.2或0.45μm孔徑,可以進(jìn)行高保留率的無菌過濾。預(yù)設(shè)計的可配置轉(zhuǎn)移組件均經(jīng)伽馬輻照滅菌。
- 各種各樣的交叉流系統(tǒng)?涵蓋了大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)的工藝開發(fā)需求,可選擇采用一次性使用和經(jīng)伽馬射線照射流徑的功能性封閉解決方案。
原料藥的儲存和運輸
生物療法藥物是昂貴的且往往是敏感的產(chǎn)品,在整個生產(chǎn)中需要小心處理,儲存并移動到其他設(shè)施中。原料藥的儲存和運輸方法的詳細(xì)設(shè)計對保護(hù)產(chǎn)品的完整性并確?;颊叩陌踩陵P(guān)重要。包括mRNA療法在內(nèi)的許多成品藥都需以冷凍狀態(tài)儲存,從而減緩化學(xué)和生物降解、延長產(chǎn)品的保質(zhì)期、限制微生物生長并防止剪切應(yīng)力引起的過度擾動。
你的需求:
保護(hù)敏感mRNA分子的冷凍儲存和運輸解決方案
- 穩(wěn)健可靠的解決方案,用以限制環(huán)境波動并保護(hù)產(chǎn)品
- 安全且可追蹤的系統(tǒng),用以在整個過程中跟蹤mRNA
- 低溫濃縮效應(yīng)有限
我們的獨特解決方案:
Celsius? 系列包括一次性使用、經(jīng)γ輻照的即用型產(chǎn)品,用以確保冷凍生物材料的安全、簡單保存和轉(zhuǎn)移。?
Celsius? CFT–完全集成的凍融平臺?
- 具有既定跟蹤記錄的垂直控制板冷凍柜技術(shù),功能強大、可放大、可重復(fù)且易于使用??
- 在攪拌下進(jìn)行可控快速凍融,可減輕大規(guī)模凍融過程中出現(xiàn)的低溫濃縮效應(yīng) ?
- 高容量(高達(dá)100L)?
Celsius??S3?– ?一個可完全放大到商業(yè)生產(chǎn)的臺式系統(tǒng)。 ?
- 與大規(guī)模解決方案相同的冷凍路徑長度和換熱技術(shù)意味著凍融方案是可轉(zhuǎn)移的
Celsius? FFTp?-預(yù)組裝好且可直接灌裝的一次性使用容器,可以充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。
- 我們創(chuàng)新的SafecoreTM技術(shù)確保了高魯棒性,Celsius FFT/FFTp容器完全可以在低至-80°C的最苛刻條件下裝運?
- Celsius? FFT 可用于任何常規(guī)冷凍機,并且Celsius? FFTp 是專為板式冷凍機設(shè)計的
mRNA工具箱
簡化mRNA生產(chǎn)工藝
mRNA的生產(chǎn)還不是一個平臺方法。mRNA含有帶電荷的磷酸主鏈以及具有氫鍵作用的疏水核苷酸殘基;其豐富的化學(xué)特性光譜是選擇各種純化柱的基礎(chǔ)。我們的解決方案工具箱幫助您構(gòu)建最適合您的應(yīng)用的mRNA生產(chǎn)工藝:
- 提供多種純化選項
- 簡單的即插即用方法
- 不需要特意優(yōu)化
- 提供專家技術(shù)支持
純度
從IVT混合物中高度分離mRNA意味著樣品不含污染物?
工藝了解
專業(yè)用于pDNA和mRNA生產(chǎn)和純化,從線性化pDNA生產(chǎn)和IVT反應(yīng)到mRNA純化
靈活性
我們的工具箱與多種生物處理操作兼容,能夠純化各種各樣的mRNA分子
用于可靠mRNA純化的整體柱
利用整體柱的性能,對mRNA分子進(jìn)行高分離率分離。
我們的一系列整體柱由獨特但互補的化學(xué)成分加持,可適應(yīng)任何應(yīng)用。找到最適合mRNA生產(chǎn)工藝的組合。 ??
mRNA工具箱中的產(chǎn)品
CIMmultus? Oligo dT ?
雜交親和層析
CIMmultusTM Oligo dT可實現(xiàn)多聚腺苷酸化mRNA的一步親和捕獲。Oligo dT通過氫鍵作用結(jié)合,可與靶mRNA的末端poly(A)序列形成穩(wěn)定的雜交結(jié)合物。該色譜柱具有C6和C12鏈的選擇。
- mRNA初步純化的簡便方法?
- 在進(jìn)樣過程中,非RNA污染物流經(jīng)色譜柱,有效去除蛋白質(zhì)和DNA
- 無論大小或形狀如何,所有RNA物種都可以被捕獲
- 該色譜柱主要設(shè)計用于mRNA捕獲,但也可以在精制過程中使用
Oligo dT - C6 鏈
Oligo dT - C12?鏈
工作原理
IVT混合物在CIMmultusTM Oligo dT中的色譜圖。在一步親和捕獲中顯示出mRNA(藍(lán)綠色線,峰值約在16min處)和非RNA污染物(藍(lán)綠色線,峰值約在2min處),在這段時間內(nèi),色譜柱被洗滌,mRNA被回收。虛線表示導(dǎo)電性。?
CIMmultus? PrimaS
具有氫鍵作用的陰離子交換層析
PrimaS是一種多模層析配體,可將氫鍵元素與陰離子交換層析結(jié)合。CIMmultusTM PrimaS 支持在環(huán)境溫度下純化單鏈RNA。
- 捕獲所有RNA,無論其結(jié)構(gòu)或組成如何 ? ?
- 純化和大小選擇大單鏈mRNA(ssRNA) ?
- DNA和蛋白質(zhì)在ssRNA之前洗脫,并與ssRNA完全分離 ?
- 對非聚腺苷酸化結(jié)構(gòu)有效 ??
- 可用作一種高分離率捕獲方法或用于精制
工作原理
IVT混合物經(jīng)過CIMmultusTM PrimaS的色譜圖。青色線顯示超螺旋DNA(scDNA,6kb)通過pH梯度(虛線)與ssRNA(5kb)分離。??
CIMmultus? C4 HLD
疏水層析
C4(丁基)高配體密度(HLD)具有強疏水性。用高離子濃度的鹽來處理樣品,使RRNA析出,并以逐漸減小的鹽梯度洗脫RNA。
- 高效去除核酸(pDNA、RNA)中的蛋白質(zhì)
- 作為精制工具具有最佳效果 ?
- 從DNA、dsRNA和截短RNA中分離ssRNA
- 強力結(jié)合蛋白質(zhì),并將其從樣品蛋白質(zhì)中去除,該樣品蛋白質(zhì)通常通過NaOH清洗步驟洗脫而得。?
工作原理
IVT混合物經(jīng)過CIMmultusTM C4 HLD的色譜圖。精制過程中出現(xiàn)了ssRNA(藍(lán)綠色線,峰值約在8分鐘)和污染物(藍(lán)綠色線,峰值約在1分鐘),期間逐漸調(diào)節(jié)鹽濃度(虛線)被調(diào)節(jié),以便富集ssRNA。?