توسط مایک می، دکترا
اگرچه همه‌گیری COVID-19 واکسن‌های مبتنی بر mRNA را مورد توجه عموم قرار داد، اما این روش جدید نیست. در سال 1990، جان ولف، دکترای فقید، استاد پزشکی در دانشگاه ویسکانسین و بنیانگذار Mirus Bio، و همکارانش تحقیقاتی را روی موش‌ها منتشر کردند که نشان می‌داد ممکن است روزی mRNA در واکسن‌ها استفاده شود. امروزه بسیاری از شرکت ها و دانشمندان دانشگاهی طیف وسیعی از درمان های مبتنی بر mRNA را بررسی می کنند. یکی از گزارش‌های اخیر بازار ادعا می‌کند: «بازار جهانی واکسن و داروهای mRNA در سال 2022 ارزشی معادل 34.73 میلیارد دلار داشت و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 از ارزش 68.07 میلیارد دلاری فراتر رود». اما آیا شرکت ها می توانند mRNA کافی برای این همه کاربرد بسازند؟
یک تیم از دانشمندان از پرتغال و بریتانیا خاطرنشان می کند: «در حال حاضر [in vitro transcription] روش‌های تولید mRNA باید بهبود یابد تا فناوری mRNA را به سمت تجاری‌سازی سوق دهد و از تقاضای بازار حمایت کند.»
Aldevron تولید سفارشی mRNA خود را گسترش داد
به نظر می رسد درک این پیشرفت ها در تولید mRNA به کار گروهی بستگی دارد. در برخی موارد، شرکت ها برای بهبود تولید شریک می شوند. در موارد دیگر، شرکت های بزرگ شرکت های داخلی را ترکیب می کنند. در 1 می، Aldevron، یک شرکت Danaher، گسترش تولید سفارشی mRNA خود را اعلام کرد – از بانک سلولی به یک محصول دارویی تبدیل شد. انجام این کار مستلزم ترکیب قابلیت‌های Aldevron با فناوری‌ها و تخصص دو شرکت دیگر Danaher، Cytiva و Precision NanoSystems Inc. (PNI) بود.
بخشی از تلاش برای ساخت mRNA از طریق مشارکت یا تیم های داخلی از نیاز به ساده سازی تولید ناشی می شود. تاد هاورن، دکترا، معاون رئیس، می‌گوید: «ما مشتریانی داشته‌ایم که با چندین شریک خارجی کار کرده‌اند – یک شریک برای بانک سلولی، الگوهای خطی، ماده دارویی RNA، کپسوله‌سازی LNP، پر کردن/پایان‌بندی، و برون‌سپاری آزمایش‌های تحلیلی در هر مرحله.» ، RNA در آلدورون. بنابراین، پیچیدگی وارد کردن یک محصول نهایی دارویی RNA به کلینیک بسیار نجومی بود. به علاوه، ارسال یک محصول از یک شریک به شریک دیگر، زمان گرانبهایی را از بین می برد.
اگرچه ممکن است برای ساخت mRNA بیشتر نیاز به همکاری باشد، اما هر تیمی کار نخواهد کرد. به عنوان مثال، Aldevron امیدوار است با ترکیب قابلیت های سه شرکت، تولید هر گونه درمانی مبتنی بر mRNA را ساده و تسریع کند. هاورن می‌گوید برای انجام این کار، “باید واقعاً یک رابطه محکم بین اعضای تیم وجود داشته باشد، و این چیزی است که ما داریم، که در نهایت از مشتریان ما برای تسریع درمان در کلینیک حمایت می‌کند.”
به حداقل رساندن ناخالصی ها
یکی از مسائل کلیدی که برای تولید mRNA ضروری است، نیاز به به حداقل رساندن ناخالصی هایی است که به محصول ختم می شود. این ناخالصی‌ها حتی می‌توانند mRNA باشند – نه mRNA مورد نظر.
به گفته ونکاتا ایندورتی، دکترا، مدیر ارشد علمی Aldevron، “موج بعدی mRNA به طور کلی mRNA های طولانی تر خواهد بود.” برای مثال، واکسن‌های کووید-۱۹ فقط پروتئین اسپایک ویروس را هدف قرار می‌دهند. ایندورتی می‌گوید: «وقتی به بیماری‌های پیچیده‌تر نگاه می‌کنید، احتمالاً باید محموله‌های بیشتری را تحویل دهید، و mRNAهای طولانی‌تر می‌توانند آن را فراهم کنند.»
با این حال، ساخت mRNA های طولانی تر، چالش های بالادستی و پایین دستی بیشتری ایجاد می کند. اولاً، 20 تا 30 درصد از mRNAهای طولانی‌تر تولید شده با اکثر تکنیک‌های کنونی، طول کامل نخواهند داشت. دوم، ساختار ثانویه پیچیده mRNA های طولانی تر ظرفیت اتصال آنها را در فیلتراسیون پایین دست کاهش می دهد، که حذف ناخالصی ها از جمله mRNA های با طول جزئی را پیچیده تر می کند. Indurthi اضافه می کند که mRNA های طولانی تر به دما و حلال های آلی حساس تر هستند که معمولاً برای حذف ناخالصی ها استفاده می شود.
در برخی موارد، دوز mRNA می تواند مشکل ناخالصی را ساده کند. نام saRNA مزیت اصلی آن را توضیح می‌دهد – زمانی که به‌عنوان یک درمان تجویز شد، خود را بازتولید می‌کند. ایندورتی می‌گوید: «در تئوری، دوزهای شما می‌تواند 50 تا 100 برابر کمتر باشد، و این به معنای ناخالصی‌های کمتر است، زیرا بسیاری از ناخالصی‌ها رقیق می‌شوند.»
به طور کلی، تولید mRNA با بالاترین کیفیت به ترکیبی از فرآیندهای بالادستی و پایین دستی بستگی دارد. برای مثال آلدورون mRNA را از طریق تولید می کند درونکشتگاهی رونویسی (IVT).
برای واکنش mRNA IVT، هدف ما ارائه روش‌ها و پروتکل‌های واکنشی است که به تولید ناخالصی‌های محصول جانبی کمتری کمک می‌کنند، و اگر نمی‌توانید این محصولات جانبی را کاهش دهید، از روش‌ها و روش‌های تصفیه مناسب پس از واکنش برای حذف هرگونه ناخالصی استفاده کنید. ناخالصی ها، می گوید: تاد هاورن، دکترا، معاون RNA در Aldevron. “شما می توانید از دو رویکرد مختلف به چالش ناخالصی حمله کنید، و ما روی هر دو تمرکز کرده ایم.”
رویکرد واقعی برای تصفیه پایین دست معمولاً اختصاصی است، اما اغلب به فرآیندهایی مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) نیاز دارد که مقیاس‌پذیری آن دشوار است. این مسئله ای است که بسیاری از شرکت ها امیدوارند آن را حل کنند.