Systemy produkcji białek roślinnych Problemy, z jakimi zmaga się produkcja białek na potrzeby farmaceutyczne, to wysokie koszty, niestabilna jakość produktów oraz niedostateczna wydajność. W ramach projektu finansowanego ze środków UE podjęto pierwszą w historii próbę rozwiązania tych problemów przy pomocy zautomatyzowanych systemów produkcji białek roślinnych. Zdrowie © Thinkstock Uczestnicy projektu COMOFARM ("Contained molecular farming - Controllable contained systems for high yield and consistency") porównali różne gatunki roślin oraz cztery systemy roślinne: rośliny hydroponiczne, kultury korzeniowe, hodowany mech oraz hodowle zawiesinowe komórek roślinnych. Przedmiotem ich zainteresowania było przeciwciało ludzkie M12 oraz odmiany wirusa grypy hemaglutyniny — w tym postaci wydzielane i znajdujące się na błonie. Analiza porównawcza platform macierzowych i charakteryzacja gatunków roślin ujawniły, że liście tytoniu i komórki BY-2 są odpowiednimi platformami do produkcji białek rekombinowanych. Przeprowadzono z powodzeniem rozległe testy w celu optymalizacji parametrów żywieniowych i fizycznych oraz czynników molekularnych umożliwiających stabilne zwiększenie wydajności i jakości produkcji. W ramach projektu COMOFARM opracowano nową technikę wytwarzania monoklonalnych linii komórek BY-2 przy pomocy aktywowanej fluorescencyjnie selekcji komórek pozwalającej na wybieranie klonów. Dokonano optymalizacji parametrów tworzenia stosów na potrzeby produkcji przeciwciał M12 w komórkach BY-2. Co ciekawe, podłoża o wysokiej osmolarności okazały się ważniejsze dla zwiększenia ryzosekrecji przeciwciała M12 niż zawartość substancji odżywczych. Inne istotne czynniki to jednorodność kultur komórek i tkanek oraz selekcja najlepszych producentów podczas hodowli roślin. Dokonano oceny szeregu zautomatyzowanych systemów monitorowania i konserwacji roślin, takich jak obrazowanie fluorescencyjne DsRed, system RAMOS (Respiration Activity Monitoring System) czy system Growscreen-Fluoro. Urządzenie RAMOS zostało z powodzeniem zoptymalizowane pod kątem monitorowania zawiesin komórek BY-2 i hodowli mchu oraz zintegrowane z prototypowym bioreaktorami. Po zoptymalizowaniu jakości i wydajności badacze zajęli się procedurami normalizacyjnymi dotyczącymi dobrych metod produkcji oraz ostatecznej komercjalizacji. Pilotażowa produkcja M12 z zawiesinowych hodowli BY-2 w urządzeniu 200-L OrbShaker wykazała dobrą wydajność przy 666-krotnym zwiększeniu skali. Naukowcy dopracowali strategie ekstrakcji i oczyszczania M12 z roślin tytoniu oraz komórek BY-2 przy pomocy procesu odpowiednio cztero- i trójetapowego. Przeciwciała M12 wytworzone w skali 200 kg cechowały się dobrą integralnością, czystością i sterylnością. Informacje na temat projektu rozpowszechniano za pośrednictwem strony internetowej, publikacji, prezentacji, plakatów oraz podczas konferencji. Komercjalizacja tych prototypów utorowałaby drogę ku opłacalnej, zautomatyzowanej produkcji roślinnej białek. Osiągnięcia te mają istotne implikacje dla sektora medycznego i przemysłu, jak i całej gospodarki UE.
