უჯრედული კულტურის საფუძველზე დამზადებული ვირუსული ვაქცინები – უჯრედების ეფექტური დაშლა ულტრაბგერითი დამუშავებით

ხშირად დასმული კითხვები ულტრაბგერითი უჯრედული დაშლის შესახებ ვირუსზე დაფუძნებული ვაქცინების წარმოებისთვის

რა არის ულტრაბგერითი უჯრედული დაშლა?

ულტრაბგერითი უჯრედული დაშლა იყენებს მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერას, ჩვეულებრივ 20-დან 30 kHz-მდე დიაპაზონში, უჯრედის მემბრანების გასახსნელად და უჯრედშიდა მასალის გამოსათავისუფლებლად. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღები სითხეში ქმნის კავიტაციურ ბუშტუკებს. როდესაც ეს ბუშტუკები იშლება, ისინი წარმოქმნის ინტენსიურ ლოკალურ წანაცვლების ძალებს და მიკროდინებას, რომლებიც მექანიკურად არღვევს უჯრედებს და ხელს უწყობს მასის გადატანას უჯრედის შიგთავსსა და გარემომცველ გარემოს შორის. ვაქცინის წარმოებაში ეს გამოიყენება ვირუსით ინფიცირებული უჯრედული კულტურების ლიზისთვის და უჯრედშიდა და მემბრანასთან დაკავშირებული ვირუსის ნაწილაკების შეგროვებულ მასაში გამოსათავისუფლებლად.

რატომ გამოვიყენოთ ულტრაბგერითი დამუშავება ქიმიური ან ფერმენტული ლიზის ნაცვლად ვირუსის შესაგროვებლად?

ულტრაბგერითი დამუშავება მუშაობს წმინდად მექანიკური ძალებით. საჭირო არ არის დეტერგენტები, ლიზოციმი, პროტეინაზა K ან ლიზისის სხვა რეაგენტები, რომლებმაც შეიძლება შეცვალონ ლიზატი, ხელი შეუშალონ შემდგომ გასუფთავებას ან უნდა მოიხსნას შემდგომ დამუშავებამდე. ქიმიური რეაგენტები, როგორც წესი, მოითხოვს ხანგრძლივ, მრავალსაფეხურიან მომზადებას, რათა თავიდან იქნეს აცილებული შემდგომი ანალიზებისა და სხვა შემდგომი დამუშავების საფეხურების ინჰიბირება. ფერმენტული დაშლა მოითხოვს ინკუბაციის ხანგრძლივ დროს და ხშირად იძლევა არაგანმეორებად შედეგებს. ულტრაბგერითი ლიზი ასევე აერთიანებს ხელახალი სუსპენდირების, დაშლისა და ექსტრაქციის საფეხურებს ერთ უწყვეტ ოპერაციაში. იქ, სადაც თქვენს პროცესს დეტერგენტით ან ფერმენტით გაძლიერებული საფეხური სჭირდება, ულტრაბგერითი დამუშავება მას ანაცვლებს კი არა, აძლიერებს: კავიტაცია ასუსტებს მემბრანებს და აუმჯობესებს ყველა უჯრედის ერთგვაროვან ზემოქმედებას რეაგენტთან.

როგორ შეესაბამება ულტრაბგერითი დამუშავება მექანიკური ჰომოგენიზაციის მეთოდებს?

ზონდური სონიკატორები ულტრაბგერით ენერგიას გადასცემს პირდაპირ და ეფექტურად, რადგან სონოტროდი უშუალო კონტაქტშია ნიმუშთან. მექანიკურად ამოძრავებული ჰომოგენიზაციის ტექნიკები ხშირად იწვევს ენერგიის გადაცემის დაბალ ეფექტურობას. ულტრაბგერით დამუშავებას არ სჭირდება სახარჯო დასაფქვავი მძივები ან მბრუნავი დამცავები პროდუქტის ნაკადში, საქშენები ან კამერები, რომლებიც შეიძლება დაიხშოს ბლანტი უჯრედული მასით, და პარტიებს შორის ჯვარედინი დაბინძურება არ ხდება.

შეუძლია თუ არა ულტრაბგერით დამუშავებას ვირუსის ან ანტიგენის დაზიანება?

ეს არის ოპტიმიზაციის მთავარი ამოცანა და ის კონტროლირებადია. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრების რეგულირებით შესაძლებელია ულტრაბგერითი დამუშავების ეფექტების ზუსტი კონტროლი: დაბალ ამპლიტუდას და მოკლე ულტრაბგერით დამუშავებას ძალიან რბილი ეფექტი აქვს, ხოლო მაღალი ამპლიტუდები, გაზრდილი წნევა და უფრო ხანგრძლივი ულტრაბგერითი დამუშავება იწვევს ინტენსიურ დამუშავებას. ვინაიდან ინტენსივობა ზუსტად შეიძლება მორგებულ იქნეს ბიოლოგიურ ნიმუშზე, თავიდან არის აცილებული ზედმეტი დამუშავება, დეგრადაცია და გამოსავლიანობის დანაკარგი. პრაქტიკაში ამპლიტუდა, ყოფნის დრო და გატარებათა რაოდენობა დგინდება იმ მინიმუმზე, რომელიც უზრუნველყოფს დაშლის სამიზნე დონეს, ტემპერატურის უწყვეტი მონიტორინგითა და გაგრილებით.

ამცირებს თუ არა ულტრაბგერითი დამუშავება შეგროვებული მასის სიბლანტეს?

დიახ. მკვრივი, უჯრედების მაღალი სიმკვრივის შეგროვებული მასები ბლანტია და ძნელად იტუმბება გამოთავისუფლებული, არაფრაგმენტირებული მასპინძელი უჯრედის DNA-ს გამო. ულტრაბგერითი დამუშავება ჭრის და ფრაგმენტირებს DNA-სა და RNA-ს, ხსნის უჯრედულ მასას და არღვევს უჯრედული ნამსხვრევების აგლომერატებს. შედეგია ერთგვაროვანი, ტუმბოთი გადასატუმბი სუსპენზია, რომელიც უფრო ეფექტურად აწვდის მასალას დაზუსტებას, ცენტრიფუგირებასა და ქრომატოგრაფიას. DNA-სა და RNA-ს ფრაგმენტაცია კონტროლირებადი ულტრაბგერითი დამუშავებით იმავე ტექნოლოგიის კარგად დამკვიდრებული ლაბორატორიული გამოყენებაა.

შემიძლია თუ არა პროცესის უწყვეტ ხაზში რეჟიმში გაშვება?

დიახ. Hielscher-ის სონიკატორები შექმნილია სამრეწველო გარემოში 24/7 უწყვეტი მუშაობისთვის და შეიძლება დაკონფიგურირდეს ნაკადის უჯრედებითა და რეაქტორებით უწყვეტი ხაზში ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის, რეცირკულაციის კონტურებისთვის ან საწარმოო სკიდებსა და დამუშავების ხაზებში ინტეგრაციისთვის. შესაძლებელია როგორც ერთგატარებიანი, ისე მრავალგატარებიანი მუშაობა.

როგორ მოვახდინო მასშტაბირება ლაბორატორიიდან წარმოებამდე?

ხაზოვნად, გაზომვად ენერგიის შეყვანაზე დაყრდნობით. Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორით მიღებული ყველა ულტრაბგერითი დამუშავების შედეგი შეიძლება ხაზოვნად გადიდდეს უფრო მაღალ გამტარობაზე სამრეწველო წარმოებაში; მაგიდის ტიპის სონიკატორით შემუშავებული ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები შეიძლება პირდაპირ გადავიდეს უფრო დიდ Hielscher-ის სისტემებზე. მასშტაბირების კრიტერიუმია მოცულობაზე გაანგარიშებული კუთრი ენერგიის შეყვანა, ამპლიტუდასთან, ყოფნის დროსა და ტემპერატურასთან ერთად. Hielscher-ის პროცესის კონსულტაცია მოიცავს პარამეტრების ოპტიმიზაციის რეკომენდაციებს (ამპლიტუდა, კუთრი ენერგია E/V, ყოფნის დრო, ტემპერატურისა და წნევის კონტროლი), რომლებიც დაკავშირებულია გაზომვად ენერგიის შეყვანასთან.

შესაფერისია თუ არა ულტრაბგერითი უჯრედული დაშლა სუფთა ოთახისა და GMP-სტილის წარმოებისთვის?

Hielscher-ის ულტრაბგერითი მოწყობილობების დაყენება ადვილად შეიძლება სუფთა ოთახის ლაბორატორიებსა და საწარმოო ობიექტებში. კორპუსები დამზადებულია ანტიბაქტერიული პლასტმასისგან ან უჟანგავი ფოლადისგან. სითხესთან კონტაქტში მყოფი ყველა ნაწილი, როგორიცაა სონოტროდები და ნაკადის უჯრედები, დამზადებულია ტიტანისგან ან უჟანგავი ფოლადისგან და შეიძლება დაექვემდებაროს ავტოკლავირებას. ხელმისაწვდომია ნაკადის უჯრედის სპეციალური რეაქტორები, რომლებიც აკმაყოფილებს CIP (ადგილზე გაწმენდა) და SIP (ადგილზე სტერილიზაცია) გაუმჯობესებულ მოთხოვნებს. სამრეწველო UIP სერიის ტრანსდიუსერს აქვს IP64 დაცვის კლასი და შეიძლება დაყენდეს მომთხოვნ გარემოში, ხოლო გენერატორი განთავსებულია დისტანციურად. ვინაიდან Hielscher-ის სონიკატორები ელექტრო ენერგიას მექანიკურ რხევად გარდაქმნის ძალიან მაღალი, დაახლოებით 80–90%-იანი ეფექტურობით დენის როზეტიდან სითხემდე, ტრანსდიუსერი შეიძლება ჩაშენდეს დახურულ კორპუსებში ჟალუზების გარეშე და იძულებითი გაგრილება, როგორიცაა შეკუმშული ჰაერი ან წყალი, საჭირო არ არის. ეს ასევე ნიშნავს, რომ არანაირი გამაგრილებელი გარემო არ ეხება პროცესს. ავტომატური პროცესის დოკუმენტაცია უზრუნველყოფს მიკვლევადობასა და განმეორებადობას რეგულირებად წარმოებაში.

შეუძლია თუ არა ულტრაბგერით დამუშავებას ვირუსის ინაქტივირებაც ინაქტივირებული ვაქცინისთვის?

დიახ. ძლიერი ულტრაბგერა გამოიყენება პათოგენების, როგორიცაა ბაქტერიები და ვირუსები, ინაქტივირებისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავების შესაბამისი დოზითა და ინტენსივობით უჯრედებისა და მიკრობების დამუშავება შესაძლებელია პროცესის მიზნის შესაბამისად, ამიტომ იგივე პლატფორმა ემსახურება როგორც ლიზს შეგროვებისთვის, ისე ინაქტივირებას. ულტრაბგერითი დამუშავებისა და სითბოს კომბინაცია, რომელიც ცნობილია როგორც თერმოულტრაბგერითი დამუშავება, გვთავაზობს სტერილიზაციის უფრო სწრაფ სიჩქარეს მნიშვნელოვნად შემცირებული თერმული ინტენსივობითა და ხანგრძლივობით, რაც სასარგებლოა სითბოსადმი მგრძნობიარე ნაერთების, როგორიცაა ცილები და ანტიგენები, შესანარჩუნებლად. ულტრაბგერითი ინაქტივირება, როგორც წესი, გამოიყენება დამკვიდრებულ ინაქტივირების ქიმიასთან ერთად და ინაქტივირების სრული კინეტიკა უნდა დადასტურდეს თითოეული კონკრეტული ვირუსისთვის.

შეიძლება თუ არა იგივე სისტემის გამოყენება შეგროვების შემდგომი ფორმულირების საფეხურებისთვის?

დიახ. იგივე პლატფორმა ასრულებს ანტიგენების დისპერგირებას სუსპენზიებში, პოლიმერებში ან ლიპოსომურ ინკაფსულაციებში, ანტიგენებისა და ალუმინზე დაფუძნებული ადიუვანტების, როგორიცაა Alhydrogel™, დეაგლომერაციასა და ერთგვაროვან განაწილებას, ვაქცინების ფორმულირებას ლიპოსომებსა და მყარლიპიდურ ნანონაწილაკებში გადამტანის ზომის ზუსტი კონტროლით, და გაზების მოცილების საფეხურს ფლაკონებში ან შპრიცებში ჩასხმამდე.