α-1-抗胰蛋白酶是由肝脏产生的蛋白质。蛋白质被分泌到血液中，在那里它循环身体以保护肺部。
然而，有些人天生就有遗传性疾病阻碍这种蛋白质的产生。这些患者可能患有肺功能下降，肝脏疾病和呼吸短促。
在美国和其他国家，该疾病目前用含有α-1-抗胰蛋白酶的人血浆部分治疗。治疗需要输注约4克蛋白质。周。为了获得该剂量，需要来自900个供体的血液，并且每位患者每年治疗约100,000美元。
现在，丹麦技术大学诺和诺德基金会生物可持续性研究中心的一组研究人员已经找到了在哺乳动物细胞中生产这种蛋白质的方法。他们的研究结果发表在“代谢工程”杂志上。
“目前从血液中产生的α-1-抗胰蛋白酶需要来自供体的恒定和大量血液。使用重组替代品，您可以配制产品，浓缩蛋白质，净化它，并避免献血者的依赖 - 所以我们将能够确保供应安全，“诺和诺德基金会生物可持续性中心CHO细胞系开发主任BjørnVoldborg说。
CHO细胞可产生超过1克
研究人员已经成功地在CHO细胞中产生了α-1-抗胰蛋白酶 - 这是人类治疗蛋白生产最常用的细胞系之一。通常，α-1-抗胰蛋白酶的CHO糖基化谱与人类对应物完全不同。人体形式的α-1-抗胰蛋白酶具有非常特异的糖结构，而如果在CHO细胞中产生，则表现出多种糖，这使得蛋白质在人体中无效。
研究人员通过引入编码能够用正确的人类部分修饰α-1-抗胰蛋白酶蛋白上糖骨架的酶的人类基因获得了这种糖基化谱。此外，他们使用CRISPR-Cas9去除了许多CHO细胞天然糖基化基因。
这种努力导致细胞系能够产生超过1.2克pr。升高培养的CHO细胞，从而可以从CHO细胞中生产α-1-抗胰蛋白酶，其规模可以在将来消除对人类供体的需求。
“当我们研究生产糖基化治疗蛋白时，这绝对是朝着正确方向迈出的一步。我们相信我们可以进一步提高产量，这将使该产品在制药行业中具有商业价值，”BjørnVoldborg说。 。
如今，具有最佳产量的CHO细胞产生约10-12g / L的单克隆抗体。因此，这种产生Alpha1-抗胰蛋白酶的细胞系仍仅产生该已知最大值的约10%。因此，接下来的步骤之一是进一步提高产量。
未来
的巨大前景天然的α-1-抗胰蛋白酶在体内的降解速度相当快。展望未来，研究人员希望使重组蛋白更稳定，因此Alpha1-抗胰蛋白酶缺乏症患者需要更少的注射。因此，这种关于糖基化谱的新知识为优化人类蛋白质以改善其稳定性和功能开辟了新的窗口。
“我们希望优化稳定性并在设计聚糖方面做得非常好，研究人员和公司可以在我们的任何蛋白质上订购聚糖结构。这将加速新的糖基化蛋白质的生产，用于治疗用途，”BjørnVoldborg说。
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