Üretim Ölçeğinde Hücre Parçalama için Microlyser™ Teknolojisi

Giriş

Proteinterapötikler, enzimler ve nükleik asitler gibi hücre içi içeriklerinin serbest bırakılması için hücrelerin parçalanması işlemi olan hücre parçalama, çeşitli biyolojik ve biyoteknoloji alanlarında kritik bir süreçtir ve ne yazık ki sonikasyon ve boncuklu öğütme gibi geleneksel mekanik metodlar birçok zorluğu beraberinde getirmektedir. İster laboratuvar, ister pilot veya üretim ölçeğinde çalışılsın, bu metodlar tutarsız kesme hızları, istenen sonuçları elde etmek için yüksek geçiş sayısı, ısı düzenleme sorunları, zor aşağı akış işleme, kontaminasyon riski, kapsamlı temizlik ve tekrarlanabilirlik sorunlarıyla karşı karşıyadır.

Hibrit Yaklaşım

Daha büyük hacimlerde daha belirgin sorunlar olabileceğinden, bu sorunlar daha büyük ölçeklerde daha zorlayıcı olabilir. Microfluidics, bu sorunları üretim ölçeğinde ele almak için devrim niteliğinde yeni bir yaklaşım getirmiştir. Microlyser teknolojisi, patentli bir elektrikli pompalama sistemi ile Microfluidics’in özel sabit geometrili Etkileşim Odası™ teknolojisini bir araya getirir. Bu iki tekniğin kombinasyonu, protein verimini en üst düzeye çıkarır ve partiden partiye tekrarlanabilir sonuçlarla hücre bölünmesinde yüksek ürün kalitesi sağlar.

Araştırma

Microfluidics, Tufts Üniversitesi (Medford, MA) ile işbirliği içinde yeşil floresan protein (GFP) ifade eden E. coli BL21 hücreleriyle bir vaka çalışması yürütmüştür. Bu hücreler Tufts tarafından tedarik edilmiş ve hem üretim ölçeğindeki MP350 Microlyser™ hem de aynı Etkileşim Odası™ tasarımını (G10Z) kullanan tezgah üstüLM20 Microfluidizer® işlemcisinde işlenmiştir.

Sonuçlar

Her iki makine de OD600 (600nm’de Absorbans) ile gösterildiği gibi benzer hücre parçalama verimlilikleri elde etmiştir. OD600 değeri 1,73 olan işlenmemiş E. coli örneğinden sadece bir geçişten sonra değerler %90’ın üzerinde azaltılarak 0,1 civarına veya altına düşürülmüştür (Tablo 1’de gösterildiği gibi). Parçalanma oranının doğrudan bir ölçümü olmasa da, OD600 değerleri hücre sayısıyla ilişkilidir ve bu nedenle parçalanan hücrelerin yüzdesine dair bir tahmin sağlayabilir.İki geçişten sonra, OD600 hem MP350 hem de LM20 için ~.07’ye düşmüştür ve bu da >%95’ten fazla parçalanma olduğunu gösterir.

Toplam protein tahlili, hücrelerin parçalanması üzerine salınan protein miktarını ölçtüğü için daha önemli bir niceliktir. Hem MP350 Microlyser™ hem de LM20 işlemci ile yüksek protein geri kazanımı elde edilmiştir (Şekil 2’de gösterildiği gibi). Microlyser™ işlemcisi sadece bir geçişten sonra yüksek toplam protein konsantrasyonlarına ulaşmıştır. Bu veriler, hücre parçalama işleminin Microlyser™ işlemcisi ile kolayca ölçeklendirilebileceğini göstermiştir.

Tablo 1. LM20 Microfluidizer® ve MP350 Microlyser™ işlemcilerinin Lizis Karşılaştırma Analizi.

Şekil 2. LM20 Microfluidizer® ve MP350 Microlyser™ işlemcileri arasındaki Protein Geri Kazanım karşılaştırmaları

Referans: IDEX