Šaltinis:
Biotechnologinė hialurono rūgšties gamyba: mažas „ Jun Hui Sze“, Jeremy C. Brownlie ir Christopher A. Love apžvalga
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Hialurono rūgštis (HA) yra polisacharidas, randamas stuburinių epitelio, nervų ir jungiamųjų audinių ekstraląstelinėje matricoje. Dėl didelio drėgmės sulaikymo, biologinio suderinamumo ir šio polimero savybių, HA tapo svarbia pagrindinių farmacijos, biomedicinos ir kosmetikos gaminių, turinčių didelę komercinę vertę visame pasaulyje, sudedamąja dalimi. Pavyzdžiui, norint naudoti oftalmologijos, ortopedijos, kosmetikos ir audinių inžinerijos produktus (Allison ir Grande-Allen 2006 ; Fagien ir Cassuto 2012 ; Kogan ir kt., 2007 ), pageidautina HA su didelės molekulinės masės (didesnės kaip 10 kDa) . mažos molekulinės masės (apie 5 kDa ir mažesnės) yra naudingos gaminant medžiagas, kurios skatina angiogenezę, slopina naviko progresavimą arba skatina priešuždegiminių mediatorių ekspresiją (Jagannath ir Ramachandran 2010 ; Tammi ir kt., 2008 ).
Šiuo metu yra du gamybos procesai, naudojami siekiant gauti HA polimerą komerciniais kiekiais: ekstrahavimas iš gyvūnų audinių, arba pastaruoju metu, naudojant bakterijų ekspresijos sistemas Streptococcus.
Ekstrakcija iš gyvūnų audinių
Nuo 1930 m. Pradžios, kai HA pirmą kartą buvo išskirta iš galvijų stiklinio humoro (Meyer ir Palmer 1934 ), HA ekstrahavimas buvo plačiai atliktas naudojant kitus gyvūnų audinius, įskaitant žmogaus bambos virvę, gaidžio šuką ir galvijų sinovialinį skystį. Iš gyvūnų audinių gautas HA turi natūraliai didelį molekulinį svorį
Gyvūninės kilmės HA trūkumai
Pirma, ekstrahavimo procesai visada patiria techninių apribojimų dėl atšiaurių ekstrakcijos sąlygų, atsiradusių šlifuojant, apdorojant rūgštimi ir pakartotinai ekstrahuojant organiniais tirpikliais. Ši nekontroliuojama skilimo technika daro didelį poveikį ne tik HA derlingumui, bet ir polidispersumui (dydžių diapazonui) (Boeriu ir kt., 2013 ). Antroji problema yra ta, kad gyvūno HA vis dar gali būti prijungta prie ląstelių baltymų, įskaitant hialuronidazę, HA specifinį rišamąjį baltymą (Fraser ir kt., 1997 ). Šie nepageidaujami baltymai yra nepageidaujami, nes gali būti tikimybė, kad jie neleis imuniniam atsakui. Be to, yra galimas pavojus, kad bus užteršta nukleino rūgštys, prionai (galvijai) ir virusai (paukščiai), kurie gali sukelti infekcinių ligų perdavimą (Shiedlin et al. 2004 ). Galiausiai, HA išgavimas iš gyvūnų audinių yra brangus, nes užtrunka daug laiko, jis yra intensyvus darbui ir reikalauja didelių įrenginių, kurie gali sutalpinti procesus, susijusius su audinių surinkimu iš gyvūno į HA ekstrahavimą ir gryninimą. Dėl šių techninių ir saugos problemų HA biotechnologinė gamyba yra laikoma tinkamiausiu HA gamybos būdu.
Streptokokų bakterijų ekspresijos sistemos
Pirmą kartą buvo aptiktas （HA sintezės） operonas 1990 m. Pradžioje, kai iš A grupės Streptococcus (S. pyogenes) buvo identifikuotas genas, koduojantis už HA sintezę atsakingas fermentas, pavadintas HA sintetika arba HAS. (DeAngelis ir kt., 1993 ). Šis genas yra operono, turinčio hasA geną, kuris koduoja HA sintezę, hasB geną, kuris koduoja UDP-gliukozės dehidrogenazę, ir hasC geno, kuris koduoja UDP-gliukozės pirofosforilazę, dalis (Crater ir kt., 1995 ; Dougherty ir van de Rijn 1993 ). Kitų streptokokų, pvz., S. zooepidemicus, operonas turi du papildomus genus: hasD ir hasE, kurie koduoja atitinkamai bi-funkcinį fermentą (acetiltransferazę ir pirofosforilazę) ir fosfoglukoizomerazę, todėl HA gali būti sintezuojama papildomu metaboliniu keliu. Manoma, kad šių dviejų genų įtraukimas į hasoperoną buvo palengvintas intragenominiu genų dubliavimu kartu su dažna homologine rekombinacija (Blank ir kt., 2008 ).
Dabar tai pagrindinis HA gamybos metodas, turintis mažų sąnaudų, didelio derlingumo ir gyvūninės kilmės privalumų.
„Singclean“ pagamintas medicininis natrio hialuronato gelis yra gyvūninės kilmės nemokamos medicininės polimerinės medžiagos, išgautos ir rafinuotos naudojant aukštųjų technologijų biotechnologijas iš streptokokinių fermentacijos metabolitų, turinčių didelį elastingumą, tepimą, fizinį pakitimą ir gerą biologinį suderinamumą.
HA rinkos sveikatos priežiūros pramonėje
HA pagrindinės funkcijos žmogaus akyje, sąnarių sinchroninis skystis ir epidermio sluoksniai lėmė didelį susidomėjimą naujų metodų, skirtų sėkmingai sintezuoti ir pristatyti HA. Neseniai atlikta rinkos analizės ataskaita numato, kad dėl senėjančios visuomenės ir padidėjusios osteoartrito pasaulinė HA visko-papildymo rinka vien tik vienam žmogui iki 2017 m. Buvo didesnė nei 2,5 mlrd. JAV dolerių (MRG.Net 2013 ).