破解方法引导优化mRNA制作

CoVID-19大流行将MRNA置居中心biopharmaceuticalmRNA研究目前正在开发中,用于癌症治疗、蛋白替代治疗和传染性疾病正因如此,全世界大规模生产MRNA的需要急剧增加当前使用法代价相当高,限制了mRNA制作规模Rok Sekirnik博士和同事SartoriusBIA分离斯洛文尼亚找到了监控分析实验室中 mRNA生产的方法,同时将成本下降50%

CoVID-19大流行首次大规模向全世界介绍mRNA治疗法自那以来,MRNA在许多科学领域发挥了关键作用卫生领域范围从开发传染病疫苗和处理遗传疾病到癌症免疫法mRNA由至少11大步组成,生产过程费时费钱正因如此,主要挑战之一是开发方法降低MRNA生产成本

Rok Sekirnik博士和斯洛文尼亚SartoriusBIA分离器的同事成功优化了叫作体外转录法的具体生产步骤,大规模生产mRNA,同时大幅降低最终mRNA分子成本

mRNA革命

过去几年里,科学家们一直在研究我们现在所描述的mRNA革命,当他们开发出一种新式疫苗使用名为送送RNA(mRNA)的分子,而不是细菌或病毒的一部分时。前两支基于新手BioNTETH/PfizerComernaty和MostaspemRNA疫苗建议用于各种目标,如癌症、细菌和病毒,包括艾滋病毒和疟疾

mRNA疫苗新奇性在于它们独特的作用模式中,它与典型疫苗大不相同。疫苗传统上含有弱病毒或病毒蛋白层以触发人体免疫响应并产生抗体mRNA疫苗工作方式是引入病毒蛋白片mRNA通过注入mRNA, 人体开始生成病毒蛋白, 后由免疫系统识别, 启动免疫响应并最终生成抗体

mRNA制作方法

mRNA生成时,在一种叫RNA聚合素的酶帮助下,将一个脱氧核糖核酸分子转录为多拷贝微信带积块创建 mRNA并连接成长链链,过程相似LEGO设计

正在进行研究以降低MRNA生产成本

高价配料造成相当昂贵的响应正不断研究以降低生产成本,重点是优化反应包括控件块数以创建全链数和每组试剂拷贝数(反应中使用的化学物)。此外,MRNA是一个极具挑战性分子生成,原因是它体积大且相对不稳定,使生产复杂化

生产mRNA疫苗过程通常需要10至15个不同步骤,如粒子脱氧核糖核酸生产、粒子线性化化、体外转录响应、mRNA净化和脂纳米粒子生产IVT主响应RNA从脱氧核糖核酸模板生成在所有现有方法中都使用这一步生产mRNAmRNA生产最终成本取决于这一特定步骤及其产量更具体地说,在反应期间,MRNA分子中添加了名为'Cap'的部分实现人体内部稳定-或换句话说实现维维稳定缺帽MRNA易受酶作用,称为exonucleases,这可能误辨MRNA最终分子为病毒并摧毁它不幸地,静脉注射期间使用封装试剂的价格使整个mRNA生产非常贵为解决上述问题并降低IVT成本,提出了替代方法,包括有可能连续制造mRNA虽然方法大有希望,但没有报告同时清除反应中的 mRNA产品因此,非常需要设计新方法优化IVT,最终降低mRNA生产总成本并进而降低mRNA疫苗成本

优化

sekirnik和同事假设,如果他们能监控IVT响应,他们可能提高整体响应率换句话说,他们试图理解mRNA构件(IVT使用试剂)在IVT反应期间消耗速率,这样他们可以更好地预测需要在每个试剂加进反应混合体时团队开发工作流用高性能液色谱监测反应混合的不同构件近实时优化IVT响应

使用特殊快速色谱技术-单片色谱分析器mRNAHPLC平台-三分钟内管理确定对响应有重要意义的不同试剂的集中度,包括核侧三磷酸酯集聚-mRNA构件、封装试剂、plasmid和mRNA实际来说,这使集团理解数大参数影响响应的产值,例如试剂需要加进响应混合或完成响应

工作流允许实施fed批处理法(即试剂在整个反应期间添加响应混合体,而不只是在反应开始时),结果响应率比标准IVT协议翻倍,最终产生量超过10 mg/mlsekirnik和同事还应用HPLC基础监测概念成功产生医疗相关mRNA长度(通常由几百核化物组成达千分之多)证明他们所开发的工作流程直接应用MRNA生物药理生产

提升制作

IVT优化后,该组开始使用方法使用生物反应器生产大量mRNA集成监测技术与大型单用堆(AMBR250)并用,该堆在许多生物药厂广泛使用,用于生产生物药厂这种方法设法从相对小量100毫升产生约2克mRNA,这足以产生约20,000-60,000剂疫苗(如果我们假设BioNTEch/Pifer和Merma使用COVID-19疫苗的话)。此外,这一方法比批量模式生产成本降低50%/mRNA

Group方法导致成本下降50%/mRNA

下一步小组将研究自动化采样并加数据分析以管理和最小化杂质形成,同时使用计算工具分析IVT反应动能大数据集

归根结底,以分批方式使用的自动生物反应系统加上PATfix+HPLC监测系统可启动大规模mRNA生产,这将降低试剂成本并最终降低mRNA疫苗成本sekirnik和同事设法回答常问问题:我们能否以有限成本生产大批量mRNA它可以提高mRNA分子生产并开发多种疾病的mRNA疫苗