Новая технология изготовления шариков делает возможным коммерческое использование

Гранулы для аффинной хроматографии, разработанные специально для мРНК и FPLC, устраняют токсичные химические вещества и очищают десятки граммов, устраняя ключевое узкое место.

Прежде чем терапевтические средства на основе мРНК смогут производиться в достаточных количествах для клинических испытаний и коммерческого распространения, необходимо будет устранить ключевое узкое место: очистку мРНК. Существующие методы обычно очищают всего несколько граммов мРНК, а не десятки граммов или даже десятки килограммов, которые необходимы. Чтобы улучшить очистку мРНК, компания Thermo Fisher разработала аффинную смолу POROS Oligo (dT)25. В отличие от альтернативных подходов к очистке, хроматография со смолой на основе шариков обладает превосходной масштабируемостью. Примечательно, что смола избирательно захватывает мРНК через полиаденилированный хвост, используя простые этапы очистки солью и водой. [Артур Плавго/Getty Images]

Терапия на основе мРНК вышла на передний план общественного сознания в виде вакцин против вируса SARS-CoV-2. После этого успеха в настоящее время разрабатывается терапия мРНК для постоянно растущего числа показаний и применений, включая рак, муковисцидоз и инфекционные заболевания, а также генную терапию и терапию стволовыми клетками, основанную либо на замене генов, либо на редактировании генов.

Однако необходимо решить проблему очистки, прежде чем эти методы лечения можно будет масштабировать и производить в достаточных количествах для клинических испытаний или коммерциализации.

«Традиционно для очистки мРНК использовались мелкомасштабные инструменты и продукты, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография с обращенной фазой (ВЭЖХ), осаждение и, в некоторых случаях, хроматография на основе целлюлозы», — говорит Сират Сикка, научный сотрудник полевых приложений. в Thermo Fisher Scientific (Термо Фишер). Эти методы можно использовать для очистки нескольких граммов мРНК и они подходят для лабораторных работ и некоторых приложений. Однако масштабирование клинических испытаний и коммерциализации требует возможности очищать десятки граммов или даже десятков килограммов мРНК.

«В Thermo Fisher мы понимали важность мРНК и знали еще до пандемии, что мРНК будет широко использоваться», — вспоминает Сикка. С тех пор как научные, так и отраслевые журналы называют мРНК-терапию и вакцины прорывными достижениями, которые могут изменить будущее медицины и простоту производства, а также способность воздействовать на пути, которые в противном случае невозможно было бы контролировать. Отраслевой аналитик Research and Markets прогнозирует, что глобальный сегмент мРНК-терапии вырастет с 46,7 млрд долларов в 2021 году до 101,3 млрд долларов к 2026 году. Это совокупный годовой темп роста в 16,8%.

Чтобы быть готовым к такому быстрому росту разработки мРНК, компания Thermo Fisher начала разработку новой смолы для аффинной хроматографии для выделения и очистки мРНК задолго до того, как эта технология стала «бытовым словом». Команда стремилась разработать смолу, обеспечивающую улучшенное извлечение, повышенную чистоту и улучшенную воспроизводимость.

Полученная в результате аффинная смола POROS™ Oligo (dT)25 представляет собой сшитые пористые шарики из поли(стирол-ко-дивинилбензола) размером 50 мкм, функционализированные нитями дезокситимидина (dT), которые связываются с мРНК через поли-А-хвост ( цепь адениновых нуклеотидов), которая находится на трехшпиндельном конце всех молекул мРНК.

Одной из проблем является размер мРНК. Это большая молекула — от 20 до 50 нм или больше по размеру, размер которой варьируется в зависимости от длины конструкции и состава раствора, — поэтому может быть ограничение диффузии через хроматографическую среду и, следовательно, затруднение массопереноса, объясняет Сикка. Поскольку гранулы POROS™ имеют большие сквозные поры, площадь поверхности, доступная для взаимодействия между смолой и молекулой мРНК, увеличивается, что приводит к более высокой емкости. Большие поры также приводят к снижению сопротивления массообмену, что помогает повысить эффективность и производительность процесса.

«Смола POROS Oligo (dT)25 Affinity Resin сводит к минимуму необходимость работы с органическими растворителями, которые часто используются в системах ВЭЖХ», — продолжает Сикка. «Использование органических растворителей в больших объемах становится проблемой для производства». Она ссылается на проблемы безопасности, связанные с утилизацией растворителей, а также на необходимость модернизации оборудования для их решения.