Allikas:
Hüaluroonhappe biotehnoloogiline tootmine: juunikuu Hui Sze, Jeremy C. Brownlie ja Christopher A. Love miniülevaade
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Hüaluroonhape (HA) on selgroogse epiteeli, närvi- ja sidekoe ekstratsellulaarses maatriksis leitud polüsahhariid. Tänu selle polümeeri suurele niiskuse säilitamise, bioloogilise sobivuse ja viskoelastsuse omadustele on HA muutunud oluliste ravimite, biomeditsiini ja kosmeetikatoodete oluliseks komponendiks, millel on suur kaubanduslik väärtus kogu maailmas. Näiteks on kõrge molekulmassiga (suurem kui 10 kDa) HA soovitatav oftalmoloogias, ortopeedilises, kosmeetikas ja koetehnoloogias kasutatavate toodete puhul (Allison ja Grande-Allen 2006 ; Fagien ja Cassuto 2012 ; Kogan et al. 2007 ); madal molekulmass (umbes 5 kDa ja alla selle) on kasulik ainete tootmiseks, mis soodustavad angiogeneesi, pärsivad kasvaja arengut või kutsuvad esile põletikueelsete vahendajate ekspressiooni (Jagannath ja Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
Praegu on kaks tootmisprotsessi, mida kasutatakse HA polümeeri saamiseks kaubanduslikes kogustes: ekstraheerimine loomsetest kudedest või viimasel ajal, kui kasutatakse bakteriaalseid ekspressioonisüsteeme Streptococcus'is.
Ekstraheerimine loomkudedest
Alates 1930. aastate algusest, kui HA esmakordselt isoleeriti veiste klaaskehast (Meyer ja Palmer 1934 ), on HA ekstraheerimist teostatud laialdaselt teiste loomkudede, sealhulgas inimese nabanööri, kukkakammi ja veise sünoviaalvedeliku abil. Loomsetest kudedest saadud HA-l on looduslikult suur molekulmass
Loomsest HA-st tulenevad puudused
Esiteks on ekstraheerimisprotsessidel alati tekkinud tehnilisi piiranguid, mis tulenevad jahvatamise, happega töötlemise ja orgaaniliste lahustitega korduva ekstraheerimise tingimustest. See kontrollimatu lagunemistehnika mõjutab oluliselt mitte ainult HA saagist, vaid ka polüdisperssust (suuruste vahemikku) (Boeriu et al. 2013 ). Teine probleem on see, et loomade HA võib veel olla seotud rakuliste valkudega, kaasa arvatud hüaluronidaas, HA-spetsiifiline seonduv valk (Fraser jt 1997 ). Need saasteained on ebasoovitavad, kuna võib esineda tõenäosus, et need ebaseaduslikuks immuunvastuseks. Lisaks on olemas oht, et nakkushaiguste edasikandumise tagajärjeks võib olla nukleiinhapete, prioonide (veiste) ja viiruste (lindude) saastumine (Shiedlin et al. 2004 ). Lõpuks, HA-de ekstraheerimine loomkudedest on kulukas, sest selle lõpuleviimiseks kulub palju aega, see on töömahukas ja nõuab suuri vahendeid, mis võimaldavad taluda koe kogumisest loomast HA-i ekstraheerimise ja puhastamise protsessi. Nende tehniliste ja ohutusküsimuste tõttu peetakse HA biotehnoloogilist tootmist HA-i valmistamise eelistatud meetodiks.
Bakteriaalsed ekspressioonisüsteemid streptokokkides
Esialgne （HA süntaasi） operon avastati esmakordselt 1990. aastate alguses, kui HA-sünteesi eest vastutav ensüüm, mis on tähistatud kui HA süntaas või HAS, identifitseeriti geenist A Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). See geen on osa operonist, mis sisaldab HA süntaasi kodeerivat hasA geeni, UDP-glükoosi dehüdrogenaasi kodeerivat hasB geeni ja UDP-glükoosi pürofosforülaasi kodeerivat hasC geeni (Crater et al., 1995 ; Dougherty ja van de Rijn 1993 ). Teistes streptokokkides, nagu S. zooepidemicus, sisalduv operon sisaldab kahte täiendavat geeni, hasD ja hasE, mis kodeerivad vastavalt kaksfunktsionaalset ensüümi (atsetüültransferaasi ja pürofosforülaasi) ja fosfoglükoisomeraasi, võimaldades HA sünteesida täiendava metaboolse raja abil. Arvatakse, et nende kahe geeni lisamine hasoperonile on hõlbustatud intrageneemilise geeni dubleerimisega koos sagedase homoloogse rekombinatsiooniga (Blank et al. 2008 ).
Ja nüüd on see HA peamine tootmismeetod, mis omab eeliseid, mis on madala hinnaga, kõrge saagikuse ja loomse päritoluga.
Singcleani toodetud meditsiiniline naatriumhüaluronaatgeel on loomset päritolu tasuta meditsiinilise polümeeri materjalid, mida ekstraheeritakse ja rafineeritakse kõrgtehnoloogilise biotehnoloogia abil streptokokkide fermentatsiooni metaboliitidest, millel on kõrge viskoelastsus, määrdlikkus, füüsiline muutuvus ja hea bioloogiline sobivus.
HA turg tervishoiusektoris
HA peamised funktsioonid inimese silmis, liigeste sünoviaalvedelik ja epidermise kihtides on tekitanud märkimisväärset huvi uute meetodite väljatöötamiseks HA edukaks sünteesimiseks ja manustamiseks. Hiljutine turuanalüüsi aruanne näitas, et rahvastiku vananemise ja osteoartriidi suurenemise tagajärjel on HA viskoosseisundi lisamise ülemaailmne turg inimestel üksi hinnanguliselt üle 2,5 miljardi dollari 2017. aastaks (MRG.Net 2013 ).