منبع:
تولید بیو تکنولوژیک اسید هیالورونیک: یک بررسی مینی توسط جون هوی سیز، جرمی کری برونلی و کریستوفر ال. عشق
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
اسید هیالورونیک (HA) یک پلی ساکارید موجود در ماتریکس خارج سلولی اپیتلیال، عصبی و بافت همبند است. با توجه به رطوبت زیاد، قابلیت سازگاری با محیط زیست و خواص ویسکولاسیون خواص این پلیمر، HA به عنوان یکی از مهمترین محصولات مهم دارویی، بیومدیک و آرایشی تبدیل شده است که دارای ارزش تجاری بالا در سراسر جهان است. برای مثال HA با وزن مولکولی بالا (بیش از 10 کیلو دالتون) برای محصولات مورد استفاده در چشم پزشکی، ارتوپدی، لوازم آرایشی و مهندسی بافت (Allison and Grande-Allen 2006 ؛ Fagien and Cassuto 2012 ؛ Kogan et al 2007 ) مطلوب است ؛ در حالی که HA با وزن مولکولی کم (حدود 5 کیلو دالتون و کمتر) برای تولید مواد مورد استفاده در رشد آنژیوژنز، مهار پیشرفت تومور یا ایجاد بیان کننده واسطه های التهابی مثبت (Jagannath and Ramachandran 2010 ؛ Tammi et al 2008 ) مفید هستند.
در حال حاضر دو فرایند تولید برای استخراج پلیمرهای HA در مقادیر تجاری وجود دارد: استخراج از بافت های حیوانی یا اخیرا با وجود استفاده از سیستم های بیان باکتری در استرپتوکوک
استخراج بافت های حیوانی
از اوایل دهه 1930 هنگامی که HA ابتدا از طنز شیشه ای گاو جدا شد (مایر و پالمر 1934 )، استخراج HA به طور گسترده ای با استفاده از سایر بافت های حیوانی از جمله بند ناف انسان، شانه خروس و مایع سینوویال گاو انجام شد. HA حاصل از بافت های حیوانی به طور طبیعی وزن مولکولی بالایی دارد
معایب HA حاصل از حیوانات
اول، فرآیندهای استخراج همیشه با محدودیت های فنی به علت شرایط استخراج سخت که همراه با سنگ زنی، درمان اسید و استخراج مکرر با حلال های آلی است، تجربه ای دارند. این تکنیک تخریب کنترل نشده تا حد زیادی تحت تأثیر نه تنها عملکرد، بلکه همچنین پلییدیزاسیون (دامنه اندازه) HA (Boeriu et al 2013 ) است. یک مشکل دوم این است که حیوانات HA هنوز می توانند به پروتئین های سلولی شامل هیالورونیداز، پروتئین متصل به HA خاص (Fraser و همکاران 1997 ) محدود شوند. این پروتئین آلاینده ها نامطلوب هستند، زیرا احتمال دارد این واکنش ایمنی را ممنوع کند. علاوه بر این، خطر بالقوه آلودگی با اسیدهای نوکلئیک، پریون ها (گاو) و ویروس ها (پرندگان) وجود دارد که می تواند منجر به انتقال بیماری های عفونی شود (شیدلین و همکاران 2004 ). در نهایت، استخراج HA از بافت های حیوانی پرهزینه است زیرا زمان لازم برای تکمیل آن بسیار طول می کشد، کار فشرده است و نیازمند امکانات بزرگی است که می تواند فرآیندهای متفاوتی را از جمع آوری بافت از حیوان به استخراج و تصفیه HA داشته باشد. به عنوان یک نتیجه از این مسائل فنی و ایمنی، تولید بیوتکنولوژی HA به عنوان روش ترجیحی تولید HA مطرح می شود.
سیستم های بیان باکتری در استرپتوکوک ها
اورتن (HA synthase) ابتدا در اوایل دهه 1990 کشف شد، زمانی که یک ژن کدگذاری کننده آنزیم مسئول سنتز HA، به عنوان HA synthase یا HAS، از استرپتوکوک گروه A (S. pyogenes) (DeAngelis و همکاران 1993 ) شناسایی شد. این ژن بخشی از اپرون حاوی ژن hasA است که ژن HA آن را کدگذاری می کند و ژن hasB که کدگذاری UDP-glycose dehydrogenase و ژن hasC است که کدگذاری UDP-glycose pyrophosphorylase (Crater et al. 1995 ؛ Dougherty and van de Rijn 1993 ). اورتون در استرپتوکوک های دیگر مانند S. zooepidemicus حاوی دو ژن اضافی دارد و دارویی است که به ترتیب یک آنزیم دوتایی (استیل ترانسفراز و پیرو فسفریلاس) و فسفوگلوکوئیزاموراز را به وجود می آورد و اجازه می دهد که HA بوسیله مسیر متابولیکی اضافی سنتز شود. به نظر می رسد افزودن این دو ژن به هادورون، با تکثیر ژن intragenomic همراه با ترکیب مجدد همخوانی مکرر (Blank و همکاران 2008 ).
و در حال حاضر، روش تولید عمده HA، داشتن مزایای کم هزینه، عملکرد بالا و حیوانات آزاد است.
ژل هیالورونات سدیم پزشکی تولید شده توسط Singclean مواد پلیمری پزشکی رایگان حیوانی استخراج و با تکنولوژی پیشرفته مهندسی از متابولیت های fermentation استرپتوکوک با ویسکلوالستتیک بالا، روانکاری، تغییر پذیری فیزیکی و سازگاری خوب سازگار است.
بازار HA در صنعت بهداشت و درمان
توالی های ضروری HA در چشم انسان، مایع سینوویال مفاصل و در لایه های اپیدرمی منجر به علاقه فراوانی به توسعه روش های جدید برای موفقیت سنتز و تحویل HA شده است. یک گزارش تجزیه و تحلیل اخیر بازار پیش بینی کرده است که در نتیجه جمعیت سالخوردگی و افزایش استئو آرتریت، بازار جهانی برای مکمل های ویسکوز تنها در انسان ها تا سال 2017 بیش از 2.5 میلیارد دلار (MRG.Net 2013 ) تخمین زده می شود .
