为 mRNA 疗法的出现做好准备

mRNA生产

信使RNA(mRNA)是一类新兴的生物治疗药物。

虽然它们有相当大的前景,但这一领域仍处于起步阶段。mRNA治疗为挑战性疾病的靶向治疗和灵活生产提供了新的机遇,抗COVID-19的mRNA疫苗的快速发展就证明了这一点。mRNA的临床潜力已经超出了疫苗的范畴,扩展到其他先进的治疗方法,例如蛋白质替代、基因治疗和癌症免疫治疗。在赛多利斯,我们的mRNA之旅起始于领先的纯化技术。我们的全面知识现在扩展到mRNA原料药(DS)生产的整个工艺。?

mRNA是从DNA转录而来的单链核酸,是基因表达的重要组成部分。为了发挥其临床功能,mRNA分子被输送到靶向组织,从而诱导细胞内编码蛋白的产生。通过模仿内源性mRNA的作用,治疗性mRNA避免了与治疗性重组蛋白相关的免疫原性和生产挑战。mRNA的表达也是暂时的,其分子的稳定性与基因表达直接相关;在细胞内表达的时间越长,编码蛋白的产量就越大。?

了解更多有关mRNA生产的挑战,使用我们的纯化工具箱开始您的探索之旅。?


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mRNA生产工艺

合成mRNA治疗药物所需的常用步骤

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mRNA工具箱

我们的一整套技术,可以最大限度地回收mRNA

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mRNA生产工艺

从感兴趣基因到mRNA

首先将编码目的基因的DNA序列插入质粒中。质粒DNA(pDNA)在宿主细菌(通常是大肠杆菌)中增殖,直到被纯化和线性化。mRNA由pDNA模板合成,pDNA模板与酶和核苷酸一起孵育产生mRNA。这种方法称为体外转录(IVT),是一种无细胞的过程。需要更多的步骤来给mRNA封端并稳定分子。

然后通过去除诸如酶、剩余核苷酸和核酸等杂质来分离新的mRNA分子。最后,mRNA被浓缩并经无菌过滤,直到可以被封装到LNP中。?

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挑战

标准化IVT工艺的缺乏限制了单一mRNA纯化平台的发展。也没有一刀切的工艺;例如,捕获方法的选择取决于mRNA构建。 ??

  • mRNA是不稳定的大分子,对剪切应力和酶降解敏感
  • mRNA必须从具有类似特性的污染物中分离出来,如双链RNA(dsRNA)、截短mRNA和DNA
  • 分析工具的不足阻碍了优化生产工艺的能力

mRNA合成 | 体外转录和封端

mRNA分子通常由线性化的pDNA通过体外转录(IVT)反应来合成得到。IVT反应需要一个DNA模板、核苷酸、聚合酶以及封端酶。不同mRNA结构的合成可能需要不同的条件,这可能与推荐的程序不一致。这些程序可能包括间歇性纯化步骤,以便优化生产力。

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你的需求:

具有快速分析支持的强大IVT反应平台

  • 精心准备的原材料
  • 带入反应的有限污染物
  • 高效的转录过程产生高浓度的mRNA
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我们的独特解决方案:

在赛多利斯,我们拥有业界领先的工艺开发服务,可以优化您的IVT反应。?

  • 对IVT反应的深入理解可以帮助工艺开发活动 ?
  • 具有丰富的色谱分析开发经验,能够表征工艺的每一个步骤,最大限度地提高生产效率,确保患者安全?

??探索Monolith PD服务? ?咨询我们的专家

  • 快速高效液相色谱分析以CIMac PrimaSTM 为基础,用于监测试剂的消耗和mRNA的产生?。
  • IVT反应可以在封闭的生物反应器系统中进行,以便扩大生产规模。 我们的Biostat STR? 是一种经过工业验证的生物反应器,具有独特而坚固的膜,可最大限度地减少可提取物和可浸出物。自动化技术促进了IVT应用中一系列工艺分析技术的集成。
  • Flexsafe? Pro Mixer 技术是唯一一种一次性混合解决方案,配有pH、电导率和温度的集成传感器。该混匀器在全封闭设计中进行低剪切和快速混匀应用,非常适合像mRNA这种敏感分子的低剪切混匀。?

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mRNA 捕获

在mRNA捕获过程中,mRNA被纯化,IVT试剂(包括核苷酸、pDNA和酶)被去除。mRNA捕获通常基于亲和作用或mRNA分子的化学性质,通过色谱法进行。然而,mRNA的尺寸大、与其他污染物相似且不稳定,这些特性阻碍了其分离的成功性。此外,大规模纯化技术的缓慢发展也迫使人们依赖实验室规模的纯化方法,即使是在大规模生产时也不例外。整体柱可以承受高流速,并在结合洗脱模式下实现杂质的高度去除,促进mRNA的高效捕获。

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你的需求:

高效且大规模的纯化技术能够以较高的分离率从杂质(包括具有相似化学成分的杂质)中分离mRNA。 ?

  • 有足够的能力提高生产力
  • 快速性能的即插即用系统
  • 适用于任何生产工艺的灵活解决方案
  • mRNA分子的高回收率
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我们的独特解决方案:

赛多利斯提供基于整体柱技术的mRNA捕获综合解决方案,并提供工艺开发支持,帮助优化mRNA回收。?

  • 根据是否存在polyA末端,可提供多种纯化选择?
  • 对mRNA的高动态结合能力(使用OligodT和PrimaS分别高达3和10 mg/ml)?
  • 剪切应力低,高效去除污染物的同时可以最大限度地回收mRNA?
  • 克服生产方面的顾虑,例如需要高温或有机溶剂?

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Allegro一次性层析系统设计用于中试、临床以及商业生产。灵活的?榛杓剖拐逯僮骶哂械扰ǘ然蛱荻壬柚醚∠睢

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mRNA 精纯

精制可用于标靶mRNA捕获后残余的杂质-包括蛋白质、dsRNA和截短RNA。在如mRNA疗法这样一个快速发展的领域,你需要全面的工具用以去除所有类型的污染物,确保分子符合必要的质量要求,以便临床应用。

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你的需求:

能够以高分离率去除残留污染物的可用于大规模生产的灵活的解决方案

  • 对mRNA的高结合能力
  • 区分高度相似分子的能力(如从dsRNA中分离mRNA)
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我们的独特解决方案:

赛多利斯通过一系列整体柱技术为mRNA精制提供解决方案 ?

  • 通过?阴离子交换??、?反相?或?疏水作用灵活有针对性地去除残留杂质
  • 避免高温和有机溶剂的需求,这些需求可能是一个生产瓶颈??
  • 对mRNA的高动态结合能力和低剪切程序,可以最大限度地提高产量?
  • 卓越的分离率和最小的峰展宽?

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Allegro一次性层析系统?Allegro一次性层析系统设计用于中试、临床以及商业生产。灵活的?榛杓剖拐逯僮骶哂械扰ǘ然蛱荻壬柚醚∠睢

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浓缩、渗滤和无菌过滤

浓缩和渗滤步骤可减少样品体积并去除缓冲液中的小分子。这可以在整个过程的不同阶段进行。在最后的步骤中,需要对纯化的mRNA进行无菌过滤。

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你的需求:

与mRNA对降解和剪切应力的敏感性相适应的温和过滤方法

  • 尽管mRNA不稳定,也可以最大限度地回收 ?
  • 降低在最终2021欧洲杯比分投注中引入新污染物(如核糖核酸酶)的风险
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我们的独特解决方案:

赛多利斯为mRNA的浓缩和渗滤提供直观且易于操作的纯化解决方案,其特性包括伽马辐照膜包形式。Hydrosart? 是一种最先进的横流膜,?设计用于mRNA的低吸附,确保与任何应用兼容。

  • 提供截留分子量从2 kD到300 kD的膜
  • 吸附性低、流速和2021欧洲杯比分投注回收率提高
  • 耐化学品、耐蒸汽、耐热和耐伽马辐照,且可与浓度高达40%的乙醇配合使用,并可在各种低污染的操作条件下使用
  • Sartocon? 独立单元?(0.1m? 至?14m?) 均经伽马辐照灭菌,便于封闭、大规模及随时可用的处理

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  • Sartopore? ?提供最广泛的PES膜组合,以最低的过滤成本完美地适用于所有2021欧洲杯比分投注类型。这些膜具有0.2或0.45μm孔径,可以进行高保留率的无菌过滤。预设计的可配置转移组件均经伽马辐照灭菌。
  • 各种各样的交叉流系统?涵盖了大规模商业生产的工艺开发需求,可选择采用一次性使用和经伽马射线照射流径的功能性封闭解决方案。

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原料药的储存和运输

生物疗法药物是昂贵的且往往是敏感的2021欧洲杯比分投注,在整个生产中需要小心处理,储存并移动到其他设施中。原料药的储存和运输方法的详细设计对保护2021欧洲杯比分投注的完整性并确保患者的安全至关重要。包括mRNA疗法在内的许多成品药都需以冷冻状态储存,从而减缓化学和生物降解、延长2021欧洲杯比分投注的保质期、限制微生物生长并防止剪切应力引起的过度扰动。

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你的需求:

保护敏感mRNA分子的冷冻储存和运输解决方案

  • 稳健可靠的解决方案,用以限制环境波动并保护2021欧洲杯比分投注
  • 安全且可追踪的系统,用以在整个过程中跟踪mRNA
  • 低温浓缩效应有限
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我们的独特解决方案:

Celsius? 系列包括一次性使用、经γ辐照的即用型2021欧洲杯比分投注,用以确保冷冻生物材料的安全、简单保存和转移。?

Celsius? CFT–完全集成的冻融平台?

  • 具有既定跟踪记录的垂直控制板冷冻柜技术,功能强大、可放大、可重复且易于使用??
  • 在搅拌下进行可控快速冻融,可减轻大规模冻融过程中出现的低温浓缩效应 ?
  • 高容量(高达100L)?

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Celsius??S3?– ?一个可完全放大到商业生产的台式系统。 ?

  • 与大规模解决方案相同的冷冻路径长度和换热技术意味着冻融方案是可转移的

Celsius? FFTp?-预组装好且可直接灌装的一次性使用容器,可以充分利用现有基础设施。

  • 我们创新的SafecoreTM技术确保了高鲁棒性,Celsius FFT/FFTp容器完全可以在低至-80°C的最苛刻条件下装运?
  • Celsius? FFT 可用于任何常规冷冻机,并且Celsius? FFTp 是专为板式冷冻机设计的

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脂质纳米粒(LNP)包裹mRNA,保护其不被降解,并促进其向靶细胞的传递。脂质和乙醇用于化学反应,在化学反应中,mRNA被捕获进入LNP中。LNP的尺寸根据公司方案的不同而不同,范围从5nm到100nm不等。在一个可选的精制步骤之后,可以对包裹的mRNA进行最终过滤,通过浓缩和渗滤去除游离的mRNA。

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mRNA工具箱

简化mRNA生产工艺

mRNA的生产还不是一个平台方法。mRNA含有带电荷的磷酸主链以及具有氢键作用的疏水核苷酸残基;其丰富的化学特性光谱是选择各种纯化柱的基础。我们的解决方案工具箱帮助您构建最适合您的应用的mRNA生产工艺:

  • 提供多种纯化选项
  • 简单的即插即用方法
  • 不需要特意优化
  • 提供专家技术支持

探索整体柱

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纯度

从IVT混合物中高度分离mRNA意味着样品不含污染物?

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工艺了解

专业用于pDNA和mRNA生产和纯化,从线性化pDNA生产和IVT反应到mRNA纯化

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灵活性

我们的工具箱与多种生物处理操作兼容,能够纯化各种各样的mRNA分子

用于可靠mRNA纯化的整体柱

利用整体柱的性能,对mRNA分子进行高分离率分离。

我们的一系列整体柱由独特但互补的化学成分加持,可适应任何应用。找到最适合mRNA生产工艺的组合。 ??

CIMmultus? Oligo dT ?

杂交亲和层析

CIMmultusTM Oligo dT可实现多聚腺苷酸化mRNA的一步亲和捕获。Oligo dT通过氢键作用结合,可与靶mRNA的末端poly(A)序列形成稳定的杂交结合物。该色谱柱具有C6和C12链的选择。

  • mRNA初步纯化的简便方法?
  • 在进样过程中,非RNA污染物流经色谱柱,有效去除蛋白质和DNA
  • 无论大小或形状如何,所有RNA物种都可以被捕获
  • 该色谱柱主要设计用于mRNA捕获,但也可以在精制过程中使用

Oligo dT - C6 链

Oligo dT - C12?链

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工作原理

IVT混合物在CIMmultusTM Oligo dT中的色谱图。在一步亲和捕获中显示出mRNA(蓝绿色线,峰值约在16min处)和非RNA污染物(蓝绿色线,峰值约在2min处),在这段时间内,色谱柱被洗涤,mRNA被回收。虚线表示导电性。?

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资源

应用说明:mRNA在CIMmultus? Oligo dT 色谱柱上的亲和层析纯化

PDF | 383.7 KB

海报:使用CIMmultus? Oligo dT 色谱柱,从IVT混合物中提取mRNA

PDF | 243.9 KB

CIMmultus? PrimaS

具有氢键作用的阴离子交换层析

PrimaS是一种多模层析配体,可将氢键元素与阴离子交换层析结合。CIMmultusTM PrimaS 支持在环境温度下纯化单链RNA。

  • 捕获所有RNA,无论其结构或组成如何 ? ?
  • 纯化和大小选择大单链mRNA(ssRNA) ?
  • DNA和蛋白质在ssRNA之前洗脱,并与ssRNA完全分离 ?
  • 对非聚腺苷酸化结构有效 ??
  • 可用作一种高分离率捕获方法或用于精制

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工作原理

IVT混合物经过CIMmultusTM PrimaS的色谱图。青色线显示超螺旋DNA(scDNA,6kb)通过pH梯度(虚线)与ssRNA(5kb)分离。??

CIMmultus? C4 HLD

疏水层析

C4(丁基)高配体密度(HLD)具有强疏水性。用高离子浓度的盐来处理样品,使RRNA析出,并以逐渐减小的盐梯度洗脱RNA。

  • 高效去除核酸(pDNA、RNA)中的蛋白质
  • 作为精制工具具有最佳效果 ?
  • 从DNA、dsRNA和截短RNA中分离ssRNA
  • 强力结合蛋白质,并将其从样品蛋白质中去除,该样品蛋白质通常通过NaOH清洗步骤洗脱而得。?

索取报价

工作原理

IVT混合物经过CIMmultusTM C4 HLD的色谱图。精制过程中出现了ssRNA(蓝绿色线,峰值约在8分钟)和污染物(蓝绿色线,峰值约在1分钟),期间逐渐调节盐浓度(虚线)被调节,以便富集ssRNA。?

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CIMmultus? SDVB

反相色谱法

CIMmultusTM SDVB 使用基于苯乙烯-二乙烯基苯(SDVB)的反相色谱法来从截短RNA、dsRNA和DNA中分离ssRNA。它对大小相近的单链和双链物种的分离选择性受碱基配对程度的影响。

  • 最适合作为精制方法 ?
  • 还可以进行大小分离
  • dsRNA表征和从短转录体中区分完整ssRNA的首选工具

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工作原理

RNA阶梯(经65℃变性)经由CIMmultusTM SDVB的色谱图。蓝绿色线显示了洗脱过程中ssRNA的大小分离。黑线显示了dsRNA。?

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