mRNA生产
信使RNA（mRNA）是一类新兴的生物治疗药物。
虽然它们有相当大的前景，但mRNA生产制药这一领域仍处于起步阶段。mRNA治疗为挑战性疾病的靶向治疗和灵活生产提供了新的机遇，抗COVID-19的mRNA疫苗的快速发展就证明了这一点。mRNA的临床潜力已经超出了疫苗的范畴，扩展到其他先进的治疗方法，例如蛋白质替代、基因治疗和癌症免疫治疗。在赛多利斯，我们的mRNA之旅起始于领先的纯化技术。我们的全面知识现在扩展到mRNA原料药（DS）生产的整个工艺。
mRNA是从DNA转录而来的单链核酸，是基因表达的重要组成部分。为了发挥其临床功能，mRNA分子被输送到靶向组织，从而诱导细胞内编码蛋白的产生。通过模仿内源性mRNA的作用，治疗性mRNA避免了与治疗性重组蛋白相关的免疫原性和生产挑战。mRNA的表达也是暂时的，其分子的稳定性与基因表达直接相关；在细胞内表达的时间越长，编码蛋白的产量就越大。
了解更多有关mRNA生产的挑战，使用我们的纯化工具箱开始您的探索之旅。
mRNA生产工艺
从感兴趣基因到mRNA
首先将编码目的基因的DNA序列插入质粒中。质粒DNA（pDNA）在宿主细菌（通常是大肠杆菌）中增殖，直到被纯化和线性化。mRNA由pDNA模板合成，pDNA模板与酶和核苷酸一起孵育产生mRNA。这种方法称为体外转录（IVT），是一种无细胞的过程。需要更多的步骤来给mRNA封端并稳定分子。
然后通过去除诸如酶、剩余核苷酸和核酸等杂质来分离新的mRNA分子。最后，mRNA被浓缩并经无菌过滤，直到可以被封装到LNP中。
标准化IVT工艺的缺乏限制了单一mRNA纯化平台的发展。也没有一刀切的工艺；例如，捕获方法的选择取决于mRNA构建。
- mRNA是不稳定的大分子，对剪切应力和酶降解敏感
- mRNA必须从具有类似特性的污染物中分离出来，如双链RNA（dsRNA）、截短mRNA和DNA
- 分析工具的不足阻碍了优化生产工艺的能力
mRNA合成 | 体外转录和封端
mRNA分子通常由线性化的pDNA通过体外转录（IVT）反应来合成得到。IVT反应需要一个DNA模板、核苷酸、聚合酶以及封端酶。不同mRNA结构的合成可能需要不同的条件，这可能与推荐的程序不一致。这些程序可能包括间歇性纯化步骤，以便优化生产力。
具有快速分析支持的强大IVT反应平台
- 精心准备的原材料
- 带入反应的有限污染物
- 高效的转录过程产生高浓度的mRNA
在赛多利斯，我们拥有业界领先的工艺开发服务，可以优化您的IVT反应。
- 对IVT反应的深入理解可以帮助工艺开发活动
- 具有丰富的色谱分析开发经验，能够表征工艺的每一个步骤，最大限度地提高生产效率，确保患者安全
mRNA 捕获
在mRNA捕获过程中，mRNA被纯化，IVT试剂（包括核苷酸、pDNA和酶）被去除。mRNA捕获通常基于亲和作用或mRNA分子的化学性质，通过色谱法进行。然而，mRNA的尺寸大、与其他污染物相似且不稳定，这些特性阻碍了其分离的成功性。此外，大规模纯化技术的缓慢发展也迫使人们依赖实验室规模的纯化方法，即使是在大规模生产时也不例外。整体柱可以承受高流速，并在结合洗脱模式下实现杂质的高度去除，促进mRNA的高效捕获。
高效且大规模的纯化技术能够以较高的分离率从杂质（包括具有相似化学成分的杂质）中分离mRNA。
- 有足够的能力提高生产力
- 快速性能的即插即用系统
- 适用于任何生产工艺的灵活解决方案
- mRNA分子的高回收率
mRNA 精纯
精制可用于标靶mRNA捕获后残余的杂质-包括蛋白质、dsRNA和截短RNA。在如mRNA疗法这样一个快速发展的领域，你需要全面的工具用以去除所有类型的污染物，确保分子符合必要的质量要求，以便临床应用。
浓缩、洗滤和无菌过滤
浓缩和洗滤步骤可减少样品体积并去除缓冲液中的小分子。这可以在整个过程的不同阶段进行。在最后的步骤中，需要对纯化的mRNA进行无菌过滤。
与mRNA对降解和剪切应力的敏感性相适应的温和过滤方法
- 尽管mRNA不稳定，也可以最大限度地回收
- 降低在最终产品中引入新污染物（如核糖核酸酶）的风险
赛多利斯为mRNA的浓缩和渗滤提供直观且易于操作的纯化解决方案，其特性包括伽马辐照膜包形式。Hydrosart® 是一种最先进的横流膜， 设计用于mRNA的低吸附，确保与任何应用兼容。
- 提供截留分子量从2 kD到300 kD的膜
- 吸附性低、流速和产品回收率提高
- 耐化学品、耐蒸汽、耐热和耐伽马辐照，且可与浓度高达40%的乙醇配合使用，并可在各种低污染的操作条件下使用
- Sartocon® 独立单元 (0.1m² 至 14m²) 均经伽马辐照灭菌，便于封闭、大规模及随时可用的处理
原料药的储存和运输
生物疗法药物是昂贵的且往往是敏感的产品，在整个生产中需要小心处理，储存并移动到其他设施中。原料药的储存和运输方法的详细设计对保护产品的完整性并确保患者的安全至关重要。包括mRNA疗法在内的许多成品药都需以冷冻状态储存，从而减缓化学和生物降解、延长产品的保质期、限制微生物生长并防止剪切应力引起的过度扰动。
保护敏感mRNA分子的冷冻储存和运输解决方案
- 稳健可靠的解决方案，用以限制环境波动并保护产品
- 安全且可追踪的系统，用以在整个过程中跟踪mRNA
- 低温浓缩效应有限
Celsius® 系列包括一次性使用、经γ辐照的即用型产品，用以确保冷冻生物材料的安全、简单保存和转移。
Celsius® CFT–完全集成的冻融平台
- 具有既定跟踪记录的垂直控制板冷冻柜技术，功能强大、可放大、可重复且易于使用
- 在搅拌下进行可控快速冻融，可减轻大规模冻融过程中出现的低温浓缩效应
- 高容量（高达100L）
mRNA工具箱
简化mRNA生产工艺
mRNA的生产还不是一个平台方法。mRNA含有带电荷的磷酸主链以及具有氢键作用的疏水核苷酸残基；其丰富的化学特性光谱是选择各种纯化柱的基础。我们的解决方案工具箱帮助您构建最适合您的应用的mRNA生产工艺：
- 提供多种纯化选项
- 简单的即插即用方法
- 不需要特意优化
- 提供专家技术支持
从IVT混合物中高度分离mRNA意味着样品不含污染物
专业用于pDNA和mRNA生产和纯化，从线性化pDNA生产和IVT反应到mRNA纯化
我们的工具箱与多种生物处理操作兼容，能够纯化各种各样的mRNA分子
用于可靠mRNA纯化的整体柱
利用整体柱的性能，对mRNA分子进行高分离率分离。
我们的一系列整体柱由独特但互补的化学成分加持，可适应任何应用。找到最适合mRNA生产工艺的组合。
mRNA工具箱中的产品
CIMmultus™ Oligo dT
杂交亲和层析
CIMmultusTM Oligo dT可实现多聚腺苷酸化mRNA的一步亲和捕获。Oligo dT通过氢键作用结合，可与靶mRNA的末端poly（A）序列形成稳定的杂交结合物。该色谱柱具有C6和C12链的选择。
- mRNA初步纯化的简便方法
- 在进样过程中，非RNA污染物流经色谱柱，有效去除蛋白质和DNA
- 无论大小或形状如何，所有RNA物种都可以被捕获
- 该色谱柱主要设计用于mRNA捕获，但也可以在精制过程中使用
Oligo dT - C6 链
Oligo dT - C12 链
工作原理
IVT混合物在CIMmultusTM Oligo dT中的色谱图。在一步亲和捕获中显示出mRNA（蓝绿色线，峰值约在16min处）和非RNA污染物（蓝绿色线，峰值约在2min处），在这段时间内，色谱柱被洗涤，mRNA被回收。虚线表示导电性。
阴离子交换
CIMmultus™ PrimaS
具有氢键作用的阴离子交换层析
PrimaS是一种多模层析配体，可将氢键元素与阴离子交换层析结合。CIMmultusTM PrimaS 支持在环境温度下纯化单链RNA。
- 捕获所有RNA，无论其结构或组成如何
- 纯化和大小选择大单链mRNA（ssRNA）
- DNA和蛋白质在ssRNA之前洗脱，并与ssRNA完全分离
- 对非聚腺苷酸化结构有效
- 可用作一种高分离率捕获方法或用于精制
工作原理
IVT混合物经过CIMmultusTM PrimaS的色谱图。青色线显示超螺旋DNA（scDNA，6kb）通过pH梯度（虚线）与ssRNA（5kb）分离。
疏水作用
CIMmultus™ C4 HLD
疏水层析
C4（丁基）高配体密度（HLD）具有强疏水性。用高离子浓度的盐来处理样品，使RRNA析出，并以逐渐减小的盐梯度洗脱RNA。
- 高效去除核酸（pDNA、RNA）中的蛋白质
- 作为精制工具具有最佳效果
- 从DNA、dsRNA和截短RNA中分离ssRNA
- 强力结合蛋白质，并将其从样品蛋白质中去除，该样品蛋白质通常通过NaOH清洗步骤洗脱而得。
工作原理
IVT混合物经过CIMmultusTM C4 HLD的色谱图。精制过程中出现了ssRNA（蓝绿色线，峰值约在8分钟）和污染物（蓝绿色线，峰值约在1分钟），期间逐渐调节盐浓度（虚线）被调节，以便富集ssRNA。
