Produkcja produktów mRNA na skalę komercyjną jest ograniczona ze względu na ich koszt, złożoność i wymagany wysoki poziom wiedzy technicznej, co czyni je nieodpowiednimi dla większości krajów świata. Jednak nowa metoda jednonaczyniowa upraszcza procesy i zmniejsza koszty, dzięki czemu produkcja szczepionek i środków terapeutycznych mRNA jest możliwa nawet w środowiskach o ograniczonych zasobach.

„Nasza platforma… wykorzystuje strategię ko-transkrypcyjnego cappingu, która wykorzystuje polimerazę RNA T7 i krowianka capping enzymów do zsyntetyzować ograniczone mRNA w jednym naczyniu”, mówi dr Alison Obinna Nwokeoji, pracownik naukowy na wydziale inżynierii chemicznej i biologicznej Uniwersytetu w Sheffield gen. „Ta platforma eliminuje potrzebę stosowania drogich syntetycznych analogów kapu (znacząco zmniejszając koszty produkcji mRNA), jednocześnie zyskując korzystną funkcję kotranskrypcji czapeczki, która wcześniej była dostępna wyłącznie dla czapeczek syntetycznych”.

To podejście, opracowane przez Nwokeoji i współpracowników z University of Sheffield i All First Technologies, opiera się na zintegrowanym buforze reakcyjnym, który jednocześnie zamyka enzymy zarówno w procesach transkrypcji katalitycznej, jak i in vitro. Jego głównymi elementami, wyszczególnionymi w niedawnym artykule, są polimeraza T7, krowianka enzym capping (podjednostki D1 i D2), trifosforany nukleotydów (NTP), S-adenozylometioninę (SAM) oraz zoptymalizowany bufor kompatybilny z obydwoma enzymami. Ta metoda eliminuje potrzebę wielu etapów oczyszczania między transkrypcją a czapeczką mRNA. „Bufor można dostosować lub zmodyfikować, aby odpowiadał potrzebom każdego ustawienia” — mówi.

Usprawnienie produkcji mRNA

Usprawnienie procesów produkcji mRNA, logicznie rzecz biorąc, również obniżyłoby koszty produkcji, ale Nwokeoji ostrzega, że ​​„nie przeprowadzono jeszcze ilościowej, recenzowanej analizy kosztów porównującej opcje produkcji jednoetapowej i dwuetapowej”.

Naukowcy opracowali również „metodę szybkiego wykrywania mRNA i struktur z czapeczkami z surowych produktów transkrypcji in vitro (IVT) bez uprzedniego oczyszczania mRNA” – mówi. Ta metoda wykorzystuje „niedrogie startery DNA lub sondy do ochrony końca 5′ mRNA przed trawieniem… a następnie następuje analiza poprzez denaturację mocznika-PAGE” – napisali naukowcy. Nie tylko składniki są niedrogie, ale technika ta usprawnia również przebieg pracy, nie wymagając znakowania biotyną, autoradiografii ani oczyszczania materiału transkrypcyjnego przed jego analizą.

Nwokeoji mówi, że następnym krokiem jest skalowanie produkcji szczepionek mRNA w różnych ustawieniach. „Dążymy do tego, aby wszystkie aspekty produkcji były tanie. Przyglądamy się również zrównoważonym metodom produkcji trifosforanów nukleotydów, dostarczania mRNA i charakteryzacji produktów”.

Aby to osiągnąć, „Programy współpracy badawczej i wymiany wiedzy często mają kluczowe znaczenie w tworzeniu nowych platform w dowolnym środowisku, a zwłaszcza w przypadku produkcji na dużą skalę” — mówi. Takie partnerstwa pomagają dostosować produkcję i analitykę do środowisk o wysokiej przepustowości oraz zapewniają kompatybilność z przepływami pracy w laboratoriach i zakładach produkcyjnych.