تاریخ شروع : 1402/12/20
مهلت ارسال : 1403/01/15
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500 میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
طراحی و بیان پروتئین A نوترکیب مولتی‌مری و ارزیابی قابلیت آن در تخلیص آنتی‌بادی‌های کلاس IgG
ضرورت مسئله
در تخلیص آنتی‌بادی‌ها از رزین‌های مختلفی استفاده می‌شود که از جمله آن میتوان به AF-rProtein A HC-650F، KanCap A، MabSelect Sure و MabSelect Sure LX اشاره نمود. در طی فرآیند کروماتوگرافی، عموماً شستشوی این نوع رزین‌ها تحت شرایط اسیدی یا قلیایی قوی انجام می‌شود. مطالعات نشان داده است که با تکرار این چرخه در طول زمان، مقدار قابل توجهی از ظرفیت اتصال ماتریکس به لیگاند پروتئینی کاهش می‌یابد که می‌تواند هزینه فرآیند تخلیص را بسیار افزایش دهد؛ بنابراین بایستی شرایطی ایجاد گردد که لیگاند پروتئین A برای مدت زمان بیشتری به ماتریکس جامد متصل باقی بماند. با ارزیابی عملکرد رزین MabSelect SuRe LX (رزین پروتئین A مقاوم به قلیا) که برای جداسازی آنتی‌بادی‌های مونوکلونال عموماً در بیش از 100 سیکل تخلیص استفاده می‌شود، ظرفیت اتصال پویا حفظ شده و بازده تخلیص در طول پالایش و تراکم لیگاند نیز بدون تغییر باقی می‌ماند. بعلاوه، میزان پروتئین A جداشده از ستون و ناخالصی‌های پروتئینی سلول میزبان نیز تقریباً ثابت می‌ماند. مطالعات بیشتر با استفاده از غلظت‌های بالاتر هیدروکسید سدیم نیز نتایج قابل قبولی را نشان داده است. این داده‌ها نشان می‌دهد که رزین MabSelect SuRe LX را میتوان بارها و بارها در طول فرآیند تخلیص در شرکت‌های تولیدی استفاده نمود. این مطالعات نشان می‌دهد که پروتئین A به کار رفته در رزین MabSelect SuRe LX بسیار پایدار است و در برابر شستشوهای مکرر، به‌طور مؤثری مقاومت می‌کند. با توجه به نیاز شرکت‌های تولیدکننده آنتی‌بادی‌های مونوکلونال درمانی و نیز شرکت‌های فعال در زمینه محصولات پلاسمایی به استفاده از رزین فوق و با عنایت به قیمت بالای نمونه وارداتی آن و مدت زمان طولانی از زمان ثبت سفارش تا دریافت رزین سفارش داده شده، به نظر می‌رسد که تولید آن در داخل کشور علاوه بر صرفه جویی زیاد ارزی، می‌تواند برای شرکت تولیدکننده آن سود مناسبی نیز داشته باشد.
در تخلیص آنتی‌بادی‌ها از رزین‌های مختلفی استفاده می‌شود که از جمله آن میتوان به AF-rProtein A HC-650F، KanCap A، MabSelect Sure و MabSelect Sure LX اشاره نمود. در طی فرآیند کروماتوگرافی، عموماً شستشوی این نوع رزین‌ها تحت شرایط اسیدی یا قلیایی قوی انجام می‌شود. مطالعات نشان داده است که با تکرار این چرخه در طول زمان، مقدار قابل توجهی از ظرفیت اتصال ماتریکس به لیگاند پروتئینی کاهش می‌یابد که می‌تواند هزینه فرآیند تخلیص را بسیار افزایش دهد؛ بنابراین بایستی شرایطی ایجاد گردد که لیگاند پروتئین A برای مدت زمان بیشتری به ماتریکس جامد متصل باقی بماند. با ارزیابی عملکرد رزین MabSelect SuRe LX (رزین پروتئین A مقاوم به قلیا) که برای جداسازی آنتی‌بادی‌های مونوکلونال عموماً در بیش از 100 سیکل تخلیص استفاده می‌شود، ظرفیت اتصال پویا حفظ شده و بازده تخلیص در طول پالایش و تراکم لیگاند نیز بدون تغییر باقی می‌ماند. بعلاوه، میزان پروتئین A جداشده از ستون و ناخالصی‌های پروتئینی سلول میزبان نیز تقریباً ثابت می‌ماند. مطالعات بیشتر با استفاده از غلظت‌های بالاتر هیدروکسید سدیم نیز نتایج قابل قبولی را نشان داده است. این داده‌ها نشان می‌دهد که رزین MabSelect SuRe LX را میتوان بارها و بارها در طول فرآیند تخلیص در شرکت‌های تولیدی استفاده نمود. این مطالعات نشان می‌دهد که پروتئین A به کار رفته در رزین MabSelect SuRe LX بسیار پایدار است و در برابر شستشوهای مکرر، به‌طور مؤثری مقاومت می‌کند. با توجه به نیاز شرکت‌های تولیدکننده آنتی‌بادی‌های مونوکلونال درمانی و نیز شرکت‌های فعال در زمینه محصولات پلاسمایی به استفاده از رزین فوق و با عنایت به قیمت بالای نمونه وارداتی آن و مدت زمان طولانی از زمان ثبت سفارش تا دریافت رزین سفارش داده شده، به نظر می‌رسد که تولید آن در داخل کشور علاوه بر صرفه جویی زیاد ارزی، می‌تواند برای شرکت تولیدکننده آن سود مناسبی نیز داشته باشد.
مشروح مسئله تحقیقاتی
پروتئین A باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به واسطه توانایی در برقراری پیوند با طیف وسیعی از IgGها از گونه‌های مختلف پستانداران، یکی از شناخته شده‌ترین پروتئین‌های دیواره سلولی در باکتری‌های گرم مثبت است و به همین واسطه به عنوان ابزاری در تشخیص و تخلیص آنتی‌بادی‌ها کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده و به یکی از پرکاربردترین سیستم‌های تخلیص تمایلی تبدیل شده است. در تخلیص آنتی‌بادی‌ها از رزین‌های مختلفی استفاده می‌شود که از آن جمله میتوان به AF-rProtein A HC-650F، KanCap A، MabSelect Sure و MabSelect Sure LX اشاره نمود.
پروتئین A باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به واسطه توانایی در برقراری پیوند با طیف وسیعی از IgGها از گونه‌های مختلف پستانداران، یکی از شناخته شده‌ترین پروتئین‌های دیواره سلولی در باکتری‌های گرم مثبت است و به همین واسطه به عنوان ابزاری در تشخیص و تخلیص آنتی‌بادی‌ها کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده و به یکی از پرکاربردترین سیستم‌های تخلیص تمایلی تبدیل شده است. در تخلیص آنتی‌بادی‌ها از رزین‌های مختلفی استفاده می‌شود که از آن جمله میتوان به AF-rProtein A HC-650F، KanCap A، MabSelect Sure و MabSelect Sure LX اشاره نمود.
| نام تجاری | کارخانه سازنده |
| MabSelect SuRe | GE Healthcare |
| ToyoScreen AF-rProtein A HC-650F | Tosoh |
| MabSpeed rP202 | Mitsubishi Chemical Corporation |
| KanCap Pre-packaged Column | Kaneka |
| Amsphere A3 | JSR Life Sciences |
| MiniChrom Column Eshmuno A | Merck Millipore |
با تولید نسل جدید آنتی‌بادی‌ها (آنتی‌بادی‌های مونوکلونال)، میتوان در درمان بیماری‌ها گام‌های مؤثری برداشت. از این جهت، در صنعت داروسازی نیاز به انواع رزین‌های کروماتوگرافی مناسب، جهت تخلیص این مولکول‌های درمانی روزبه‌روز بیشتر احساس می‌شود. با توجه به عدم تولید داخلی این رزین‌ها و با در نظر گرفتن تحریم‌های موجود، به نظر می‌رسد که تولید نمونه داخلی آنها می‌تواند نقش به‌سزایی در کاهش هزینه‌ها در تولید و تخلیص آنتی‌بادی‌ها داشته باشد.
در ارزیابی عملکرد رزین MabSelect SuRe LX مشخص گردیده است که تمیزکردن در محل (CIP) آن با هیدروکسید سدیم علاوه بر حفظ ظرفیت اتصال پویا و بازده تخلیص در طی پالایش، باعث عدم تغییر تراکم لیگاند شده و میزان پروتئین A جداشده از ستون و میزان ناخالصی‌های پروتئینی ناشی از سلول میزبان نیز تقریباً ثابت می‌ماند. مطالعات بیشتر با استفاده از غلظت‌های بالاتر هیدروکسید سدیم نیز نتایج قابل قبولی را نشان داده است. این داده‌ها نشان می‌دهد که این رزین را میتوان بارها و بارها در طول فرآیند تخلیص استفاده نمود. مطالعه‌ای که بر روی طول عمر رزین‌های مورد استفاده در تخلیص آنتی‌بادی‌ها انجام شده نشان می‌دهد که در استفاده از رزین MabSelect SuRe LX، ظرفیت اتصال پویا و همچنین بازده ستون در بالاتر از 100 سیکل تخلیص پایدار باقی می‌ماند. نکته قابل توجه این است که مقدار پروتئین A جداشده از بستر و پروتئین‌های سلول میزبان در تمام این 100 سیکل بسیار کم بوده که نشان‌دهنده اتصال بسیار پایدار پروتئین A به این رزین است که در برابر شستشوهای مکرر با هیدروکسید سدیم، به‌عنوان عامل تمیزکننده در فرایندCIP، به‌طور مؤثری مقاومت می‌کند. مطالعه سنجش پایداری قلیایی نیز نشان داده است که ظرفیت اتصال پویای رزین MabSelect SuRe LX در 300 سیکل با استفاده از هیدروکسید سدیم نسبتاً پایدار است.درباره شرکت متقاضی
این شرکت دانش‌بنیان در زمینه تحقیق و توسعه دانش فنی، تولید و فروش محصولات بیولوژیکی و شیمیایی با منشاء بیولوژیک فعالیت می‌نماید. در کنار این فعالیت‌ها، با توجه به فقدان تولیدکننده داخلی در خصوص تولید موفق و کارآمد رزین‌های کروماتوگرافی تمایلی (Affinity) بر پایه پروتئین‌های نوترکیب و با در نظر گرفتن تحریم‌های موجود، این شرکت در نظر دارد با تولید نمونه داخلی رزین تمایلی بر پایه پروتئین A، نقشی در کاهش هزینه‌های تولید و تخلیص پروتئین‌های نوترکیب از جمله آنتی‌بادی‌ها در شرکت‌های دارویی داشته باشد.
این شرکت دانش‌بنیان در زمینه تحقیق و توسعه دانش فنی، تولید و فروش محصولات بیولوژیکی و شیمیایی با منشاء بیولوژیک فعالیت می‌نماید. در کنار این فعالیت‌ها، با توجه به فقدان تولیدکننده داخلی در خصوص تولید موفق و کارآمد رزین‌های کروماتوگرافی تمایلی (Affinity) بر پایه پروتئین‌های نوترکیب و با در نظر گرفتن تحریم‌های موجود، این شرکت در نظر دارد با تولید نمونه داخلی رزین تمایلی بر پایه پروتئین A، نقشی در کاهش هزینه‌های تولید و تخلیص پروتئین‌های نوترکیب از جمله آنتی‌بادی‌ها در شرکت‌های دارویی داشته باشد.
گام‌های تحقیق
- طراحی سازه با روش‌های بیوانفورماتیکی
- سنتز سازه بیانی
- تأمین مواد اولیه مورد نیاز و تجهیزات لازم
- بیان پروتئین نوترکیب در فاز آزمایشگاهی و بهینه‌سازی آن
- تخلیص Protein A در فاز آزمایشگاهی و بهینه‌سازی آن
- بیان و تخلیص پروتئین نوترکیب در فاز پایلوت و بهینه‌سازی فرآیندها
- کونژوگاسیون پروتئین نوترکیب تخلیص‌شده به رزین
- ارزیابی رزین تولیدشده
- ارزیابی کلیه فرآیندها به صورت سه بار تکرار
- دریافت تأییدیه از شرکت‌های مایل به تست رزین طراحی شده
- تهیه مستندات، ارائه گزارش نهایی
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
- بیان پروتئین A به میزان حداقل g/L2
- خلوص بالای پروتئین A تولیدشده (خلوص بالای 90%)
- بیان پروتئین بایستی به صورت محلول و نه inclusion body باشد.
- میزان ریکاوری اتصال پروتئین A به رزین آگارز فعال شده بالای 80% باشد.
- مقاومت پروتئین نوترکیب تخلیص‌شده و متصل‌شده به رزین به اسید و قلیا در طی ران‌های متوالی (حداقل 15 سیکل) باشد.
- میزان ریکاوری (درجه خلوص) آنتیبادی یا Fc-fusion هدف از ستون طراحی‌شده بالای 85% باشد.
- قابلیت قیاس رزین تولیدشده از نظر ویژگیهای زیر با رزین Mabselect sure LX تجاری ساخت شرکت Cytiva:
| معیار | محدوده پذیرش |
| ماتریکس | آگارز |
| قابلیت اتصال دینامیک (DBC) | حدوداً mg/ml resin60 |
| محدوده pH فعالیت | 12-3 |
| پایداری شیمیایی | پایدار در بافرهای آبی مورد استفاده در کروماتوگرافی برپایه پروتئین A |
الزامات تحقیق
- طراحی ساختار پروتئین A بایستی مشابه با فرم تجاری MabSellect Sure LX باشد به نحوی‌که مقاومت به فرایند CIP در شرایط NaOH غلیظ و استفاده از اسید طبق مشخصات ذکرشده در قسمت‌های بعدی را داشته باشد.
- استفاده از تگ جهت تخلیص پروتئین بلامانع است تا تخلیص پروتئین A مقرون به صرفه باشد. ترجیحاً تگ هیستیدینی استفاده شود. البته پس از انجام بررسی‌های بیوانفورماتیکی، کمترین اثر را بر اتصال پروتئین A به رزین و مولکول آنتیبادی داشته باشد.
- ارائه گزارش عملیاتی اجرای پروژه شامل کلیه فرآیندهای انجام‌شده اعم از نوع و میزان مواد استفاده شده، زمان انجام مراحل، نحوه اجرای فرآیندها و راندمان آنها، نتایج مربوط به کنترل خلوص پروتئین، روش‌های بهینه‌سازی، پارامترهای کلیدی موثر بر فرآیند، بایدها و نبایدهای اجرایی، تمامی دستورالعمل‌ها در شرایط بهینه، نتایج مربوط به آنالیزهای انجام شده و تفسیر آنها
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری
- سابقه فعالیت در مراکز تحقیقاتی و پژوهشی معتبر
- تیم متخصص در زمینه رشته‌های بیوتکنولوژی پزشکی/میکروبی، مهندسی ژنتیک، شیمی در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه‌صنعتی
- آزمایشگاه تحقیقاتی مجهز به تجهیزات مورد تأیید شرکت
- قابلیت انجام کار تیمی و مشارکتی و مدیریت زمان
- دارا بودن امکانات و تجهیزات موردنیاز جهت انجام پروژه
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@