יישום טכנולוגיית סינון ממברנה בייצור חיסוני mRNA

יישום טכנולוגיית סינון ממברנה בייצור חיסוני mRNA

 

מבוא רקע

לאחר יותר מ-30 שנות מחקר, חיסוני mRNA מושכים תשומת לב רבה בתקופה שבה מגיפת ה-COVID-19 משתוללת ברחבי העולם. כטכנולוגיית חיסון חדשה, לחיסון mRNA יש את היתרונות של מחזור מחקר ופיתוח קצר, עלות נמוכה, מגוון רחב של בחירת אנטיגנים והשפעת הגנה טובה. בהשוואה לחיסונים מסורתיים של תת-יחידות וחיסונים מומתים, לחיסון mRNA יש פוטנציאל רב והפך לסוס אפל בתחום הרפואה הביולוגית, שעשוי להביא לשינויים חתרניים בתחום הרפואה הביולוגית.

 

mRNA

RNA שליח (mRNA) הוא סוג של חומצה ריבונוקלאית חד-גדילית שמתעתקת מגדיל DNA כתבנית ונושאת מידע גנטי שיכול להנחות את סינתזת החלבון. לאחר יצירת תמלול של mRNA על פי עקרון זיווג בסיסים משלים המבוסס על גנים בתאים, mRNA מכיל רצפי בסיס התואמים לכמה מקטעים תפקודיים של מולקולות DNA, המשמש כתבנית ישירה לביו-סינתזה של חלבון. למרות שה-mRNA מהווה רק 2% עד 5% מסך ה-RNA של התא, הוא המגוון ביותר, וחילוף החומרים פעיל מאוד, והוא סוג של RNA עם זמן מחצית החיים הקצר ביותר, שהתפרק בכמה ספורות. דקות עד כמה שעות לאחר הסינתזה.

 

חיסון mRNA

mRNA היא מולקולה טבעית הנושאת את ה"טביעת תוכנית" של תאים אנושיים לייצור חלבוני מטרה, או אימונוגנים, המפעילים תגובות חיסוניות בגוף כדי להילחם במגוון פתוגנים. חיסוני mRNA משתמשים ברצף הגנטי של הנגיף ולא בנגיף עצמו, כך שלחיסוני mRNA אין רכיבים ויראליים ואין סיכון לזיהום. יחד עם זאת, לחיסוני mRNA יש גם מחזור מחקר ופיתוח קצר, שיכול לפתח במהירות חיסונים מועמדים חדשים להתמודדות עם שונות וירוסים. המנגנון הכפול של חסינות הומורלית ותאי T, אימונוגניות חזקה, ללא צורך בתוספי עזר וקלות ייצור המוני תומכים ביתרונות המרכזיים של האספקה ​​העולמית. חיסון mRNA הוא סוג חדש של חיסון חומצת גרעין, השייך לחיסון הדור השלישי. בהשוואה לחיסונים מסורתיים, חיסוני mRNA דומים לזיהומים ויראליים, ובאמצעות הזרקה לפי הנחיית רופאים מקצועיים הם יכולים לסנתז את חלבון ה-S בגוף האדם, ולאחר מכן לעורר את הגוף לייצר נוגדנים על ידי הדמיית זיהום ויראלי. לחיסון mRNA יש יתרונות של ביטוי תוך תאי מהיר, תגובה מהירה, אימונוגניות חזקה, יעילות ובטיחות גבוהות, מחזור מחקר ופיתוח קצר וייצור קל בקנה מידה גדול. בשנים האחרונות, מגוון חיסוני mRNA עבור כלבת, שפעת ומחלות זיהומיות אחרות נכנסו לניסויים קליניים והראו סיכויי יישום טובים. במהלך מגיפת COVID-19, היישום המוצלח של חיסוני mRNA אימת עוד יותר את הפלטפורמה ופתח את שערי ההצפה ליישום חיסוני mRNA במניעת מחלות זיהומיות, במיוחד בתחום הרפואה הווטרינרית.

 

תהליך ייצור חיסון mRNA

ההתפרצות הפתאומית של COVID-19 בסוף 2019 שינתה את הנוף של התעשייה הביו-רפואית. טכנולוגיית חיסון mRNA נחקרה וגם בשל המאמצים המתמשכים של מדענים במהלך 30 השנים האחרונות, מה שמאפשר ליישם אותו על בני אדם. הנגיף הוא פתוגן משתנה מאוד, וטכנולוגיית חיסונים מבוססת mRNA יכולה לשנות במהירות את חלבון המטרה ולהשיג ייצור מהיר ובקנה מידה גדול, אשר משפיע לטובה על מניעת הדבקה במחלה ויראלית. COVID-19 פתח את הדלת לחיסונים מבוססי mRNA וגישות למניעת חיסוני mRNA עבור מחלות עיקריות אחרות, וההשפעה והמשמעות של קידום טכנולוגיות חיסונים מבוססות mRNA עשויות להתרחב הרבה מעבר למניעת COVID-19 עצמה.

בשנים האחרונות חיסוני mRNA התקדמו מאוד, וטכנולוגיית היישום במניעה וטיפול במגוון גידולים ומחלות זיהומיות התפתחה והבשילה בהדרגה, ומגוון חיסוני mRNA נכנסו לניסויים קליניים. עם זאת, כטכנולוגיה חדשה לפיתוח חיסונים, חיסון mRNA עדיין מתמודד עם כמה בעיות ואתגרים במחקר ובפיתוח, ועדיין ישנן בעיות רבות שצריך להתגבר עליהן בפיתוח התהליך. כדי לממש באמת טיפול ב-mRNA למטופלים, עלינו לזהות כל הזמן בעיות, למצוא בעיות ולפתור בעיות.

כיום, תהליך הייצור של חיסון mRNA הוא מסובך ומסורבל, אך טכנולוגיית סינון הממברנה עוברת לאורך כל תהליך הייצור של חיסון mRNA.

 

טכניקת סינון ממברנה

טכנולוגיית סינון ממברנה מתייחסת לטכנולוגיית הפרדת הממברנה המונעת על ידי לחץ. בלחץ מסוים, כאשר הנוזל זורם דרך פני הסרט, נקבוביות קטנות רבות על פני הסרט מאפשרות רק למים ולמולקולות קטנות לעבור ולהפוך לנוזל החודר, ולחומר בנוזל שנפחו גדול יותר. מאשר המיקרו-פתח על פני הסרט כלוא בצד כניסת הנוזל של הסרט, והופך לנוזל המרוכז, כדי להשיג את מטרת ההפרדה וריכוז הנוזל. לסינון ממברנה, כטכנולוגיית הפרדה, ריכוז, טיהור וטיהור חדשה ביעילות גבוהה, יש יתרונות של פעולה פשוטה, שטח רצפה קטן, ללא שינוי פאזה וללא חומרים מזהמים חדשים בתהליך הטיפול, אפקט הפרדה טוב וכו'. התפתח במהירות ב-30 השנים האחרונות, והיה בשימוש נרחב בפטרוכימיה, טקסטיל בתעשייה הקלה, מזון, רפואה, הגנת הסביבה ותחומים אחרים.

 

יישום טכנולוגיית סינון ממברנה בייצור חיסוני mRNA

בשלבי ייצור שונים של חיסוני mRNA, יש להשתמש בצורות שונות של סינון זרימה משיקית ובמוצרי סינון ממברנות עקב מוצרים שונים, זיהומים ומטרות ניסוי.

(1) טיהור/ריכוז אולטרה סינון LNP

לאחר שילוב ה-mRNA עם חומר טעון חיובי (LNP ארוז במיקרו-נוזל), נדרש תהליך טיהור/ריכוז אולטרה-פילטרציה. בתהליך ייצור חיסון mRNA, ניתן לבחור מעטפת ממברנה או סיב חלול עם צמצם מתאים בהתאם לגודל החלקיקים של קומפלקס mRNA-LNP כדי להסיר mRNA לא משולב ושומנים חופשיים, להגדיל את ריכוז הקומפלקס של mRNA-LNP, להחליף את מאגר, התאם את ערך ה-pH וכו'.

(2) עיקור וסינון

תהליך הסינון החיידקי הוא תהליך הייצור של השגת תסנין סטרילי על ידי סילוק מיקרואורגניזמים בנוזל דרך מסנן החיידקים. תהליך סינון חיידקי לא ישפיע לרעה על איכות המוצר. בתהליך הייצור של חיסוני mRNA, מסנן עם גודל נקבוביות של 0.22μm משמש בדרך כלל להסרת מזהמים מיקרוביאליים כגון חיידקים ולשיפור הבטיחות של חיסוני mRNA.

 

לגבי Guidling

Guidling Technology הוא מיזם היי-טק לאומי המתמקד בביו-פרמצבטיקה, תרבית תאים, טיהור וריכוז של ביו-רפואה, אבחון ונוזלים תעשייתיים. פיתחנו בהצלחה מכשירי סינון צנטריפוגליים, קלטות אולטרה-פילטרציה ומיקרו-סינון, מסנן וירוסים, מערכת TFF, מסנן עומק, סיבים חלולים וכו' העונים במלואם על תרחישי היישום של ביו-פרמצבטיקה, תרבית תאים וכו'. הממברנות ומסנני הממברנות שלנו נמצאים בשימוש נרחב בריכוז, מיצוי והפרדה של סינון מקדים, מיקרו-פילטרציה, אולטרה-פילטרציה וננו-סינון. קווי המוצרים הרבים שלנו, החל מסינון מעבדה קטן וחד פעמי ועד למערכות סינון ייצור, בדיקות סטריליות, תסיסה, תרבית תאים ועוד, עונים על צורכי הבדיקה והייצור. Guidling Technology מצפה לשתף פעולה איתך!