Kilde:
Bioteknologisk produksjon av hyaluronsyre: en mini anmeldelse av Jun Hui Sze, Jeremy C. Brownlie og Christopher A. Love
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Hyaluronsyre (HA) er et polysakkarid funnet i den ekstracellulære matriksen av vertebrat epitel, nevrale og bindevev. På grunn av den høye fuktighetsbevaringen, biokompatibiliteten og viskoelastisk egenskapene til denne polymeren, har HA blitt en viktig komponent i store farmasøytiske, biomedisinske og kosmetiske produkter med høy kommersiell verdi over hele verden. For eksempel er HA med høy molekylvekt (større enn 10 kDa) ønskelig for produkter som brukes i oftalmologi, ortopedisk, kosmetikk og vevsteknikk (Allison og Grande-Allen 2006 , Fagien og Cassuto 2012 , Kogan et al. 2007 ) mens HA med lav molekylvekt (ca. 5 kDa og under) er nyttige for å produsere stoffer som fremmer angiogenese, hemmer tumorprogresjon eller indusere ekspresjon av proinflammatoriske mediatorer (Jagannath og Ramachandran 2010 ; Tammi et al., 2008 ).
Foreløpig er det to produksjonsprosesser benyttet for å oppnå HA-polymer i kommersielle mengder: utvinning fra animalsk vev eller nylig ved anvendelse av bakterielle ekspresjonssystemer i Streptococcus
Ekstraksjon fra animalsk vev
Siden begynnelsen av 1930-tallet da HA først ble isolert fra bovint vitreous humor (Meyer og Palmer 1934 ), har utvinning av HA blitt utført i stor utstrekning ved hjelp av andre animalske vev, inkludert humant navlestreng, hakekam og bovin synovialvæske. HA avledet fra animalsk vev har naturlig høy molekylvekt
Ulemper med animalisk avledet HA
For det første har utvinningsprosessene alltid erfaring med tekniske begrensninger på grunn av harde utvinningsbetingelser som kommer med sliping, syrebehandling og gjentatt ekstraksjon med organiske løsningsmidler. Denne ukontrollerte nedbrytningsteknikken påvirker ikke bare utbyttet, men også polydispersiteten (omfanget av størrelser) av HA (Boeriu et al., 2013 ). Et annet problem er at dyr HA fortsatt kan være bundet til cellulære proteiner, inkludert hyaluronidase, et HA-spesifikt bindingsprotein (Fraser et al., 1997 ). Disse forurensende proteiner er uønskede da det kan være en sjanse for at disse vil ulovlig en immunrespons. Videre er det en potensiell risiko for forurensning med nukleinsyrer, prioner (bovin) og virus (aviær) som kan resultere i overføring av smittsomme sykdommer (Shiedlin et al. 2004 ). Endelig er ekstrakt av HA fra dyr vev dyrt, da det tar lang tid å fullføre, er arbeidsintensiv og krever store anlegg som kan imøtekomme prosesser som er involvert fra oppsamling av vev fra dyret til utvinning og rensing av HA. Som en konsekvens av disse tekniske og sikkerhetsproblemer, ses bioteknologisk produksjon av HA som en foretrukket metode for å produsere HA.
Bakterielle uttrykkssystemer i streptokokker
Den har (HA synthase) operon ble først oppdaget tidlig på 1990-tallet da et gen som koder for enzymet ansvarlig for HA-syntese, betegnet som HA-syntase eller HAS, ble identifisert fra Group A Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al., 1993 ). Dette genet er en del av en operon som inneholder hasA-genet som koder for HA-syntase, har B-gen som koder for UDP-glukose-dehydrogenase og hasC-genet som koder for UDP-glukosepyrofosforylase (Crater et al., 1995 ; Dougherty og van de Rijn 1993 ). Den har operon i andre streptokokker, slik som S. zooepidemicus, inneholder to ytterligere gener, harD og harE som koder for en bi-funksjonell enzym (acetyltransferase og pyrofosforylase) og fosfoglucoisomerase, slik at HA kan syntetiseres ved hjelp av ytterligere metabolisk vei. Tillegget av disse to genene til hasoperonet antas å ha blitt tilrettelagt ved intragenom gengen duplisering sammen med hyppig homolog rekombination (Blank et al., 2008 ).
Og det er nå den viktigste produksjonsmetoden til HA, som har fordeler med lav kostnad, høyt utbytte og animalsk opprinnelsesfrihet.
Medisinsk Sodium Hyaluronat Gel produsert av Singclean er frie medisinske polymermaterialer av animalsk opprinnelse ekstrahert og raffinert av høyteknologisk bioteknikk fra streptokoksfermenteringsmetabolitter med høy viskoelastisk, smørende, fysisk omgjengelighet og god biokompatibilitet.
HA-markedet i helsevesenet
HAs essensielle funksjoner i det menneskelige øye, synovialvæsken i leddene og i de epidermale lagene, har ført til stor interesse i å utvikle nye metoder for å lykkes å syntetisere og levere HA. En nylig markedsanalyserapport forutslo at det globale markedet for HA visco-tilskudd hos mennesker alene ble beregnet til å være over 2,5 milliarder kroner innen 2017 (MRG.Net 2013 ) som følge av en aldrende befolkning og en økning i slitasjegikt .
