Создан портативный биореактор для быстрого синтеза белков
В Массачусетском технологическом институте разработали* программируемый микробиореактор, который позволяет быстро синтезировать небольшие дозы белковых лекарственных препаратов
Биореактор представляет собой набор емкостей с генетически модифицированными дрожжевыми грибками Pichia pastoris, которые могут быстро расти на простых питательных средах и при этом производить большие количества белка (до 10 г на литр). Синтезированный белок дрожжи выделяют в питательную среду , что значительно облегчает его выделение и очистку.
Грибок генетически модифицируют таким образом, что при добавлении в реактор определенных химических веществ он начинает продуцировать необходимый белковый препарат. Так, в эксперименте ученые модифицировали его таким образом, что при действии метанола он производил интерферон-α2b, а на бета-эстрадиол отвечал синтезом человеческого гормона роста. Встроенный в биореактор чип осуществляет мониторинг плотности клеток, уровня кислорода, температуры и кислотности среды. При синтезе белка грибковые клетки не расходуются и после промывания водой готовы к добавлению другого химического стимула. Выработка одной дозы белкового препарата занимает менее суток. Готовый препарат вымывается из емкости с культурой клеток через специальный фильтр. Авторы пишут, что с помощью P. pastoris можно синтезировать более 500 различных биопрепаратов.
Биореактор предназначен для синтеза белковых препаратов по потребности, например, при военных действиях, в чрезвычайных ситуациях, эпидемиях, в удаленных районах. Один из инвесторов создания биореактора – Агентство перспективных оборонных разработок (DARPA) Пентагона. Устройство готово к коммерческому использованию, однако разработчики продолжают совершенствовать его.
* Perez-Pinera P, Han N, Cleto S, Cao J, Purcell O, et al. Synthetic biology and microbioreactor platforms for programmable production of biologics at the point-of-care // Nature Communications, 2016, 7, Article number: 12211, Published 29 July 2016. doi:10.1038/ncomms12211
На фото: микробиореактор; Perez-Pinera, P. et al., Nat. Commun., 2016
