Американские ученые разработали портативный программируемый биореактор, позволяющий быстро синтезировать единичные дозы белковых лекарственных препаратов.

Отчет о работе опубликован в журнале Nature Communications.

Устройство, разработанное в Массачусетском технологическом институте, представляет собой набор емкостей с генетически модифицированными дрожжевыми грибками Pichia pastoris. Ученые отдали предпочтения грибкам, поскольку они могут быстро расти на простых и недорогих питательных средах, управляемо производить большие количества белка (до 10 граммов на литр), проводить посттрансляционные модификации препаратов (например, гликозилирование) и секретировать белки во внеклеточное пространство, что значительно облегчает их очистку.

При добавлении в реактор воды с определенным химическим веществом дрожжи начинают продуцировать заданный белковый препарат. Мониторинг плотности клеток, уровня кислорода, температуры и кислотности проводится с помощью встроенного микрожидкостного чипа. Готовый препарат вымывается из емкости с культурой клеток через полиэфирсульфоновый перфузионный фильтр.

В эксперименте разработчики модифицировали грибок таким образом, что при действии метанола он производил интерферон-α2b, а на бета-эстрадиол отвечал синтезом рекомбинантного человеческого гормона роста. Выработка одной дозы занимала менее суток. При этом грибковые клетки не расходовались и после промывания водой были готовы к добавлению другого химического стимула. По словам исследователей, с помощью P. pastoris можно синтезировать более 500 различных биопрепаратов.

Биореактор предназначен для синтеза белковых препаратов по потребности в различных ситуациях: военных действиях, чрезвычайных происшествиях, вспышках инфекций, а также в удаленных и труднодоступных районах. Его создание частично профинансировало Агентство перспективных оборонных разработок (DARPA) Пентагона. Устройство готово к коммерческому использованию, однако разработчики постоянно совершенствуют его с целью производства большего числа препаратов и их сочетаний.

Источник: N+1