مصدر:
إنتاج التكنولوجيا الحيوية لحمض الهيالورونيك: مراجعة مصغرة لجون هوي سزي ، وجيريمي براونلي ، وكريستوفر لاف.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
حمض الهيالورونيك (HA) عبارة عن عديد السكاريد الموجود في المصفوفة خارج الخلية للأنسجة الظهارية العصبية والأنسجة الضامة. نظرًا للاحتفاظ المرتفع بالرطوبة ، والتوافق الحيوي وخصائص اللزوجة في هذا البوليمر ، أصبح HA مكونًا مهمًا في المنتجات الصيدلانية والطبية الحيوية ومستحضرات التجميل الرئيسية ذات القيمة التجارية العالية في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال ، HA ذو الوزن الجزيئي العالي (أكبر من 10 كيلو دالتون) مرغوب فيه للمنتجات المستخدمة في طب العيون وجراحة العظام ومستحضرات التجميل وهندسة الأنسجة (Allison and Grande-Allen 2006 ؛ Fagien and Cassuto 2012 ؛ Kogan et al. 2007 ) بينما HA مع يعتبر الوزن الجزيئي المنخفض (حوالي 5 كيلو دالتون وما دونه) مفيدًا لإنتاج المواد التي تعزز تكوين الأوعية أو تمنع تطور الورم أو تحفز التعبير عن الوسطاء المؤيدين للالتهابات (Jagannath و Ramachandran 2010 ؛ Tammi et al. 2008 ).
يوجد حاليًا عمليتان إنتاجيتان تستخدمان للحصول على HA polymer بكميات تجارية: الاستخراج من الأنسجة الحيوانية ، أو مؤخرًا على الرغم من تطبيق أنظمة التعبير البكتيري في Streptococcus
استخراج من الأنسجة الحيوانية
منذ أوائل ثلاثينيات القرن العشرين عندما تم عزل HA لأول مرة عن الفكاهة الزجاجية البقري (Meyer و Palmer 1934 ) ، تم إجراء استخراج HA على نطاق واسع باستخدام أنسجة حيوانية أخرى ، بما في ذلك الحبل السري البشري ومشط الديوك والسائل الزليلي البقري. HA المستمدة من الأنسجة الحيوانية لها أوزان جزيئية عالية بشكل طبيعي
عيوب HA المشتقة من الحيوانات
أولاً ، تعاني عمليات الاستخراج دائمًا من قيود فنية بسبب ظروف الاستخراج القاسية التي تأتي مع الطحن ، ومعالجة الحمض ، والاستخراج المتكرر بالمذيبات العضوية. تؤثر تقنية التحلل غير المنضبط هذه بشكل كبير ليس فقط على الغلة ولكن أيضًا على تعدد الاحجام (HA) (Boeriu et al. 2013 ). والمشكلة الثانية هي أن HA الحيواني قد لا يزال مرتبطًا بالبروتينات الخلوية بما في ذلك hyaluronidase ، وهو بروتين رابط خاص بـ HA (Fraser et al. 1997 ). هذه البروتينات الملوثة غير مرغوب فيها حيث قد تكون هناك فرصة لأن هذه البروتينات ستخلق استجابة مناعية. علاوة على ذلك ، هناك خطر محتمل للتلوث بالأحماض النووية ، البريونات (الأبقار) والفيروسات (الطيور) التي يمكن أن تؤدي إلى انتقال الأمراض المعدية (Shiedlin et al. 2004 ). أخيرًا ، يعد استخراج HA من الأنسجة الحيوانية أمرًا مكلفًا حيث يستغرق إكماله وقتًا طويلاً ، ويتطلب عمالة كثيفة ويتطلب تسهيلات كبيرة يمكنها استيعاب العمليات التي تشمل عملية جمع الأنسجة من الحيوان إلى استخراج وتنقية HA. كنتيجة لهذه المشكلات الفنية والمتعلقة بالسلامة ، يُنظر إلى إنتاج التكنولوجيا الحيوية من HA كطريقة مفضلة لإنتاج HA.
نظم التعبير البكتيرية في العقدية
تم اكتشاف أوبرا أوبرا syn HA synthase first لأول مرة في أوائل التسعينات عندما تم تحديد الجين الذي يشفر الإنزيم المسؤول عن تخليق HA ، والذي يشار إليه باسم HA synthase أو HAS ، من المجموعة A Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). هذا الجين هو جزء من الأوبون الذي يحتوي على جين hasA الذي يشفر سينسيز HA ، وجين hasB الذي يشفر هيدروجيناز UDP- الجلوكوز ، وجين hasC الذي يشفر UDP- جلوكوز بيروفوسفوريلاز (Crater et al. 1995 ؛ Dougherty and van de Rijn 1993 ). يحتوي الأوبون في المكورات العقدية الأخرى ، مثل S. zooepidemicus ، على اثنين من الجينات الإضافية ، hasD و hasE التي تقوم بترميز إنزيم ثنائي الوظيفة (أستيل ترانسفيراز وبيروفوسفورلاز) والفسفوغلوكويسوميراز على التوالي ، مما يسمح بتوليف HA بواسطة مسار استقلابي إضافي. يُعتقد أن إضافة هذين الجينين إلى هاسوبرون قد تم تسهيله من خلال ازدواج الجين داخل الرحم مع إعادة التركيب المتماثل المتماثل (Blank et al. 2008 ).
وهي الآن طريقة الإنتاج الرئيسية لـ HA ، التي تمتلك مزايا منخفضة التكلفة وعالية الغلة وخالية من الأصل الحيواني.
إن Medical Sodium Hyaluronate Gel المنتج من قِبل Singclean عبارة عن مواد بوليمر طبية خالية من أصل حيواني مستخرجة ومكررة من خلال الهندسة الحيوية عالية التقنية من نواتج أيضية التخمر العقدية ذات اللزوجة العالية ، التشحيم ، التغير البدني والتوافق الحيوي الجيد.
HA السوق في صناعة الرعاية الصحية
أدت وظائف HA الأساسية في العين البشرية ، السائل الزليلي للمفاصل وفي طبقات البشرة ، إلى اهتمام كبير بتطوير طرق جديدة لتوليف وتوصيل HA بنجاح. توقع تقرير حديث لتحليل السوق أنه نتيجة للشيخوخة السكانية وزيادة في هشاشة العظام ، قدرت السوق العالمية لمكملات اللزوجة HA في البشر وحدها بأكثر من 2.5 مليار دولار بحلول عام 2017 (MRG.Net 2013 ).
