CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC BẰNG VSV TÁI TỔ HỢP BẰNG VSV TÁI TỔ HỢP ((recombinant microorganisms

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC BẰNG VSV TÁI TỔ HỢP (recombinant microorganisms Production by recombinant microorganisms  Sản phẩm • • • • • • Vaccin tái tổ hợp (recombinant vaccines) Tạo chế phẩm dùng test chẩn đoán bệnh (components of diagnostic test) Tạo dược liệu từ VSV tái tổ hợp (insulin, interferon, protein làm tan huyết khối , hormones tăng trưỏng , antigen tumors- kháng nguyên từ tế bào ung thư, kháng thể đơn dòng ) Tạo gen kháng sâu hại cho trồng – tạo thuốc trừ sâu sinh học ( Bioinsecticide) Tạo dòng VSV phân giải chất dầu để chống ô nhiễm môi trường Tạo loại protein dùng nghiên cứu chức cấu Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học dùng nông nghiệp, xử lý ô nhiễm môi trường, dùng điều trị bệnh  Products from animal cell culture with permission of Prof Enfors, KTH, Sto Tính chất quan trọng : protein tái tổ hợp sản phẩm sơ cấp tế bào tạo giai đọan tăng trưởng tế bào Phase tăng trưởng phase tạo sản phẩm tế bào phân biệt cách sử dựng inducable promoters with permission of Prof Enfors, KTH, Stockholm  Những ưu điểm proteins tái tổ hợp Giá rẻ (virus, bacteria, yeast dễ nuôi cấy ) Ít tốn công sức (ChỈ cần phần tử virus Năng suất sản xuất cao ( Nuôi qui mô lớn với suất cao Không cần phải thử nghiệm thể người hay động vật Sản xuất Protein dùng nghiên cưu cấu trúc chức tế bào Những kiểu nuội cấy * Nuôi cấy mẻ (batch culture): dùng trường hợp sản phẩm thu hoạch trước phase cân xảy *Nuôi cấy mẻ có bổ sung dưỡng chất (Fed batch): Nuôi cấy có bổ sung dưỡng chất phase tăng trưởng cấp số * Nuôi cấy liên tục (Continuous): Kiểu sử dụng tính chất sinh lý tế bào phase cực đại Nuôi cấy mẻ (batch culture) Nuôi cấy mẻ có bổ sung dưỡng chất (Fed batch) Các kiểu reactor • Kiểu khuấy đảo (Stirred tank reactor): Pha trộn thông khí tốt thường làm tế bào bị phá ( tế bào bị ly giải, giãm khả sinh tổng hợp, làm gia tăng nhiều polisaccarid tăng độ nhớt môi trường gây khó khăn việc vận hành qui trình lên men • Kiểu cột có thổi bọt khí (Air lift & bubble columns): Tuy làm tế bào bị tổn thương lại tạo nhiều bọt dễ gây nhiễm khó làm thành phần dinh dưỡng hoà trộn Ứng dụng vaccine DNA thủy sản • • Trong số vấn đề mà ngành công nghiệp thủy sản gặp phải quan trọng bệnh truyền nhiễm trở thành chướng ngại vật cho phát triển lợi nhuận ngành Theo thống kê, thiệt hại nuôi trồng thủy sản bệnh truyền nhiễm chiếm khoảng 10% Sự bùng nổ dịch bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng cho ao nuôi Thuốc hoá học thuốc kháng sinh thường sử dụng để để kiểm soát bệnh vi khuẩn ký sinh trùng sản phẩm thủy sản sau thường không ưa chuộng tích lũy thuốc, hoá chất thịt, tạo chủng kháng thuốc gây ô nhiễm môi trường nước Đối với bệnh virus vi sinh vật ký sinh, hầu hết trường hợp, biện pháp phòng hay trị bệnh hữu hiệu   Vaccine DNA công nghệ có nhiều hứa hẹn, thu hút ý nhà khoa học lĩnh vực phát triển vaccine dùng thủy sản Đối với sinh vật sống nước, trang trại khác, vaccine DNA có nhiều ưu điểm vaccine truyền thống Từ thực nghiệm cho thấy, vaccine DNA có giá thành rẻ, dễ sản xuất, tất cần quy trình sản xuất sản phẩm đồng Cũng tạo vaccine đa trị (Multivalent vaccines) dễ dàng cách pha trộn nhiều plasmid với nhau, chèn nhiều gen mã hoá kháng nguyên vào vector cho đồng biểu hiện, giảm giá thành sản xuất Hơn nữa, phân tử DNA bền vững, không cần bảo quản lạnh suốt trình vận chuyển hay bảo quản sản phẩm  Đối với trường hợp cá, dù hiểu biết đáp ứng miễn dịch sau tiêm plasmid dấu hiệu cho thấy khác biệt so với động vật Cuối cùng, thuận lợi tạo dòng cho phép vaccine điều chỉnh, thay đổi nhanh chóng cần thiết Tất nhân tố góp phần tạo vaccine DNA thu hút nhà sản xuất vaccine cho ngành cá • • • • • • • • Bước 1: Đưa DNA vào tế bào mục tiêu Sự  hấp thụ DNA tế bào làm cho dễ dàng (với công cụ phân phối hay thông qua hình thành vi vật thể) Bước 2: Con đường kích hoạt trực tiếp Một trình diện tế bào trình diện kháng nguyên (APC), kháng nguyên trình diện tới tế bào T nguyên thủy thông qua phân tử  phức hợp tương hợp mô Bước 3: Con đường kích hoạt gián tiếp Mặt khác, phân tử antigen giải phóng khỏi tế bào chuyển nhiễm (bởi chết theo chương trình) hấp thụ tế bào trình diện kháng nguyên phụ  tế bào bạch tuộc để trình diện cho phân tử MHC Bước 4: Kích hoạt đáp ứng miễn dịch bẩm sinh Một số mô hình CpG plasmid vi khuẩn tương tác với TLR9 diện màng nội bào tế bào bạch tuộc số tế bào miễn dịch khác, kích hoạt đáp ứng miễn dịch Sự kích hoạt đáp ứng miễn dịch bẩm sinh tăng cường đáp ứng miễn dịch thích nghi chống lại kháng nguyên tạo hay chuyển tới tế bào bạch tuộc Thành phần chính: Lactobacillus sp, Rhodopseudomonas sp, Asperillius oryzae, Saccharomyces cerevisiae (Nguồn: TRENDS in Molecular Medicine Vol.12 No.5 May 2006)  Hình: Cơ chế hoạt động vaccine DNA plasmid THE END • Tổng hợp insulin thể Insulin tổng hợp tế bào tụy beta Các tế bào beta xếp thành bó gọi đảo Langerhan tụy Insulin tạo từ phần protein lớn để đảm bảo gấp nếp ARN thông tin tiến hành dịch mã protein gọi preproinsulin Preproinsulin bao gồm trình tự tín hiệu đầu amin, cần thêt để tiền chất hormon qua màng lưới nội chất tham gia vào trình sau dịch mã Quá trình sau dịch mã loại phần không cần thiết cho hormon hoạt động sinh học Khi vào mạng lưới nội chất trình tự tín hiệu preproinsulin không cần thiết nên bị thủy phân để tạo thành dạng proinsulin Ngay hình thành cầu disulfua thiết yếu insulin số peptidase phân cắt proinsulin Sản phẩm cuối trình sinh tổng hợp insulin hoàn chỉnh hoạt động Cuối insulin đóng gói chứa hạt tiết tụ tế bào chất kích hoạt để giải phóng • Các nhà khoa học Anh Mỹ cho biết họ SX insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh để điều trị bệnh tiểu đường • Các nhà khoa học Anh Mỹ cho biết họ sử dụng tế bào gốc lấy từ máu dây rốn trẻ sơ sinh để giúp bệnh nhân tiểu đường loại khôi phục khả sản xuất insulin thể • Nghiên cứu xem bước đột phá quan trọng việc ứng dụng tế bào gốc, mở niềm hy vọng lớn lao cho bệnh nhân tiểu đường loại • Theo báo cáo công bố ngày 26/05/2007, chuyên gia cho biết sau năm nghiên cứu, lần họ có khả phát triển số lượng lớn tế bào gốc từ máu dây rốn sử dụng chúng để thay tế bào sản xuất insulin bị hư hại tuyến tụy bệnh nhân tiểu đường • Nhóm nghiên cứu sử dụng dây rốn nơi đặc biệt chứa nhiều tế bào gốc phôi người, dây rốn dễ cung cấp phụ nữ sinh phẫu thuật mở tử cung để bệnh viện khoa Y trường Đại học Texas • Nhóm nghiên cứu cho “đây chứng minh tế bào gốc lấy từ dây rốn người sử dụng để tổng hợp insulin” Nghiên cứu vừa giới thiệu tạp chí y học Cell Proliferation, ấn tháng 6/2007 • Tiến sĩ Randall Urban, thành viên nhóm nghiên cứu giáo sư nội khoa trường Đại học Texas, phát biểu: “Khám phá mang lại cho khả tiềm tàng việc sản xuất insulin từ tế bào mầm người trưởng thành để điều trị cho bệnh nhân tiểu đường” • Theo trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Larry Denner, chuyên gia nội khoa – nội tiết trường Đại học Texas, tế bào gốc từ dây rốn có khả sản xuất hợp chất có tên C-peptide, chất protein tiền thân insulin diện tế bào sản xuất insulin Do đó, diện C-pep chứng minh có lượng insulin định sản xuất tế bào gốc dùng thay cho tế bào tụy tạng hư hại bị phá hủy” • Theo ông, “điều kiện tiên việc sản xuất insulin phải có diện Cpeptide” • • • • • Theo tiến sĩ Denner, nhà khoa học cố gắng tạo lĩnh vực y học tái tạo mới, tế bào gốc lấy từ máu bệnh nhân nuôi biến đổi phòng thí nghiệm để thay cho tế bào máu mô bị hư hại Bằng phương thức này, việc cấy ghép tế bào quan nội tạng, bác sĩ tránh khó khăn lớn nhất, phản ứng thải loại – tình trạng mà để tránh người ghép phải uống thuốc ức chế miễn dịch suốt đời Trong báo cáo nghiên cứu này, chuyên gia hy vọng tương lai, họ sản xuất phương tiện thay cho tế bào gốc lấy từ phôi người – vấn đề gây nhiều tranh cãi giới Tại Mỹ, Quốc hội nước tranh luận việc có nên tăng ngân sách liên bang cho nghiên cứu tế bào gốc hay không Nhưng người phản đối sử dụng tế bào gốc cho thử nghiệm phôi người điều sai trái, người ủng hộ nói điều cần thiết để tạo nên chuyển biến tích cực nhiều lĩnh vực y học khác 24H.COM.VN (Theo Vietnamnet Trị bệnh tiểu đường insulin từ rau diếp Các nhà khoa học Mỹ tạo insulin từ rau diếp để trị bệnh tiểu đường Sau thử nghiệm thành công chuột, loại insulin thử nghiệm người, mở hội điều trị cho bệnh nhân tiểu đường loại Bằng kỹ thuật biến đổi gien, nhóm nghiên cứu tạo tế bào thực vật có chứa insulin từ rau diếp thuốc để thử nghiệm chuột mắc bệnh tiểu đường Nghiên cứu thực giáo sư Henry Daniell, thuộc Trường Đại học Central Florida, cộng Nhóm nghiên cứu đưa tế bào thực vật đông khô thuốc rau diếp có chứa insulin dạng bột vào thể chuột mắc bệnh tiểu đường Khi tế bào tiếm vào ruột chuột, vi khuẩn sống phân hủy thành tế bào insulin thoát đưa vào máu Sau tuần lễ thử nghiệm, chuyên gia nhận thấy nồng độ đường glucose máu nước tiểu chuột trở lại mức an toàn, tế bào beta tuyến tụy chuột sản xuất insulin mức độ cần thiết cho thể Tuy nhiên, nhằm tiết kiệm chi phí tránh phản ứng bất lợi phát sinh từ thuốc lá, nhóm nghiên cứu sử dụng insulin từ rau diếp biến đổi gien thử nghiệm mà • • • • • • • • Theo nhóm nghiên cứu, loại insulin có khả giúp ngăn chặn bệnh viêm tuyến tụy chuột có nguy mắc bệnh tiểu đường Sau thu kết đáng phấn khởi chuột, giáo sư Daniell cho biết nhóm ông thử nghiệm loại insulin người Để kiểm soát liều lượng cách cẩn thận, chuyên gia cho bệnh nhân uống insulin dạng bột chứa viên nang Bệnh tiểu đường loại bệnh tự miễn, hệ miễn dịch thể công, phá hủy insulin tế bào beta tuyến tụy có nhiệm vụ sản xuất insulin – chất cần thiết cho việc chuyển hóa đường, tinh bột thực phẩm khác thành lượng để cung cấp cho thể Hiện nay, theo giáo sư Daniell, “liệu pháp dành cho bệnh nhân tiểu đường loại mang tính thời Họ phải thường xuyên theo dõi nồng độ đường máu nước tiểu Họ phải tiêm insulin nhiều lần ngày Do đó, có liệu pháp lâu dài cho bệnh nhân điều thiết thực” Nếu thử nghiệm người đạt kết tốt, nghiên cứu mở hội điều trị cho hàng triệu bệnh nhân giới giúp tiết kiệm đáng kể chi phí chiến chống bệnh tiểu đường – bệnh dẫn đến nguy đau tim, suy thận, đột quỵ mù lòa Trong báo cáo đăng tạp chí Plant Biotechnology (Công nghệ Sinh học thực vật), nhóm nghiên cứu cho việc tạo insulin trồng thay rẻ tiền hiệu cho phương thức sản xuất insulin theo tiêu chuẩn Giáo sư Daniell phát biểu: “Nghiên cứu tạo thay đổi lớn lao đầy ý nghĩa, chưa có loại thuốc để điều trị cho bệnh nhân tiểu đường loại 1” 24H.COM.VN (Theo Vietnamnet)   ... hợp sản phẩm sơ cấp tế bào tạo giai đọan tăng trưởng tế bào Phase tăng trưởng phase tạo sản phẩm tế bào phân biệt cách sử dựng inducable promoters with permission of Prof Enfors, KTH, Stockholm... tốn công sức (ChỈ cần phần tử virus Năng suất sản xuất cao ( Nuôi qui mô lớn với suất cao Không cần phải thử nghiệm thể người hay động vật Sản xuất Protein dùng nghiên cưu cấu trúc chức tế bào... vi sinh  Cell culture on laboratory scale (Roux- bootles) with permission of Prof Enfors, KTH, Stockholm (From: http://www.apbiotech.com)  Nuôi cấy tế bào reactor A Batch • titre: 2-3 x 106