Avots:
Hialuronskābes biotehnoloģiskā ražošana: jūnijs Hui Sze, Jeremy C. Brownlie un Christopher A. Love.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Hialuronskābe (HA) ir mugurkaulnieku epitēlija, neironu un saistaudu ekstracelulārajā matricā atrastais polisaharīds. Pateicoties šī polimēra augstajai mitruma aiztures, biokompatibilitātes un viskozelastiskuma īpašībām, HA ir kļuvusi par nozīmīgu farmaceitisko, biomedicīnas un kosmētikas līdzekļu ar augstu komerciālo vērtību pasaulē. Piemēram, HA ar augstu molekulmasu (lielāks par 10 kDa) ir vēlams attiecībā uz produktiem, ko izmanto oftalmoloģijā, ortopēdijā, kosmētikā un audu inženierijā (Allison un Grande-Allen 2006 ; Fagien un Cassuto 2012 ; Kogan et al. 2007 ); zema molekulmasa (aptuveni 5 kDa un zemāka) ir noderīga tādu vielu ražošanai, kas veicina angiogenēzi, inhibē audzēja progresēšanu vai izraisa iekaisuma mediatoru ekspresiju (Jagannath un Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
Pašlaik ir divi ražošanas procesi, ko izmanto, lai iegūtu HA polimēru komerciālos daudzumos: ekstrahēšana no dzīvnieku audiem vai pēdējā laikā, izmantojot bakteriālās ekspresijas sistēmas Streptococcus.
Ieguve no dzīvnieku audiem
Kopš 1930. gadu sākuma, kad HA pirmo reizi tika izolēts no liellopu stiklveida humora (Meyer un Palmer 1934 ), HA ekstrakciju plaši veica, izmantojot citus dzīvnieku audus, tostarp cilvēka nabassaites, gailis ķemmīšus un liellopu sinoviālo šķidrumu. HA, kas iegūts no dzīvnieku audiem, ir dabiski augstas molekulmasas
Dzīvnieku izcelsmes HA trūkumi
Pirmkārt, ekstrakcijas procesos vienmēr ir radušies tehniski ierobežojumi, kas saistīti ar bargiem ekstrakcijas apstākļiem, kas saistīti ar slīpēšanu, skābes apstrādi un atkārtotu ekstrakciju ar organiskajiem šķīdinātājiem. Šī nekontrolētā degradācijas tehnika būtiski ietekmē ne tikai HA ražu, bet arī polidispersitāti (izmēru diapazons) (Boeriu et al. 2013 ). Otrā problēma ir tā, ka dzīvnieku HA joprojām var būt saistīta ar šūnu proteīniem, tostarp hialuronidāzi, HA specifisku saistošu proteīnu (Fraser et al. 1997 ). Šie piesārņojošie proteīni ir nevēlami, jo var būt iespēja, ka tie nelegāli reaģēs uz imūnsistēmu. Turklāt pastāv potenciāls piesārņojuma risks ar nukleīnskābēm, prioniem (liellopiem) un vīrusiem (putniem), kas var izraisīt infekcijas slimību pārnešanu (Shiedlin et al. 2004 ). Visbeidzot, HA izdalīšana no dzīvnieku audiem ir dārga, jo tas aizņem daudz laika, lai pabeigtu, ir darbietilpīgs un prasa lielas iekārtas, kas var pielāgot procesus, kas saistīti ar audu savākšanu no dzīvnieka uz HA ekstrakciju un attīrīšanu. Šo tehnisko un drošības jautājumu dēļ HA biotehnoloģisko ražošanu uzskata par vēlamo metodi HA ražošanai.
Bakteriālās ekspresijas sistēmas Streptococci
Pirmais s HA sintāzes） operons pirmo reizi tika atklāts 1990. gadu sākumā, kad gēns, kas kodē enzīmu, kas atbild par HA sintēzi, apzīmēts kā HA sintēze vai HAS, tika identificēts no A grupas Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). Šis gēns ir daļa no operona, kas satur hasA gēnu, kas kodē HA sintēzi, hasB gēnu, kas kodē UDP-glikozes dehidrogenāzi, un hasC gēnu, kas kodē UDP-glikozes pirofosforilāzi (Crater et al. 1995 ; Dougherty un van de Rijn 1993 ). Citos streptokokos, piemēram, S. zooepidemicus, esošais operons satur divus papildu gēnus, hasD un hasE, kas kodē attiecīgi divfunkcionālu enzīmu (acetiltransferāzi un pirofosforilāzi) un fosfoglucoizomerāzi, ļaujot HA sintezēt ar papildu vielmaiņas ceļu. Tiek uzskatīts, ka šo divu gēnu pievienošana hasoperonam ir veicinājusi intragenomisku gēnu dublēšanos kopā ar biežu homologu rekombināciju (Blank et al. 2008 ).
Un tagad tā ir galvenā HA ražošanas metode, kurai ir zemu izmaksu, augstas ražas un dzīvnieku izcelsmes priekšrocības.
Singclean ražotais medicīniskais nātrija hialuronāta želejs ir brīvi izmantojami medicīniski polimēru materiāli, kas iegūti un attīrīti ar augsto tehnoloģiju biotehnoloģiju no streptokoku fermentācijas metabolītiem ar augstu viskozelitāti, eļļošanu, fizikālo mainīgumu un labu bioloģisko saderību.
HA tirgus veselības aprūpes nozarē
HA galvenās funkcijas cilvēka acī, locītavu sinovialais šķidrums un epidermas slāņi ir radījuši lielu interesi par jaunu metožu izstrādi, lai veiksmīgi sintezētu un piegādātu HA. Nesenā tirgus analīzes ziņojumā tika prognozēts, ka sabiedrības novecošanās un osteoartrīta palielināšanās dēļ pasaulē visai HA visco papildināšanai tikai 2017. gadā bija vairāk nekā 2,5 miljardi ASV dolāru (MRG.Net 2013 ).
