Система бесклеточного синтеза белка ORNL — потенциальный спасатель жизней

Жизни солдат и других пострадавших в удалённых местах можно спасти с помощью системы бесклеточного синтеза белка, разработанной в Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США.

Устройство, созданное командой под руководством Андреа Тимм и Скотта Реттерера из Отдела биологических наук лаборатории, использует микрореакторы для облегчения производства терапевтических белков для лекарств и биофармацевтических препаратов по требованию. Бесклеточность этих миниатюрных фабрик, устраняющая необходимость поддержания живой системы, упрощает процесс и снижает стоимость.

«С этим подходом мы можем производить больше белка быстрее, что делает нашу технологию идеальной для использования в местах оказания помощи», — сказал Реттерер. «Тот факт, что она бесклеточная, снижает инфраструктуру, необходимую для производства белка, и открывает возможность создания белков тогда и там, где они нужны, обходя проблему сохранения белков в холоде во время доставки и хранения».

Биореактор ORNL отличается элегантностью благодаря проницаемой нанопористой мембране и змеевидной конструкции, изготовленной с использованием комбинации электронно-лучевой и фотолитографии, а также передовых процессов нанесения материалов. Такая конструкция обеспечивает длительные бесклеточные реакции для эффективного производства белков, что делает её легко адаптируемой для использования в изолированных районах и на местах катастроф.

С функциональной точки зрения, конструкция использует длинные змеевидные каналы, интегрированные таким образом, чтобы позволять обмен материалами между параллельными реакторными и питающими каналами. С помощью этого подхода команда может контролировать обмен метаболитами, энергией и веществами, которые ингибируют производство нужного белка. Благодаря другим конструктивным особенностям исследователи продлевают время реакции и повышают выход продукта.

«Мы показываем, что конструкция микрореактора даёт более высокий выход белка, чем обычные форматные пробирки, и что выход продукта можно значительно улучшить, облегчая обмен малыми молекулами в двухканальном биореакторе», — написали авторы в своей статье, опубликованной в журнале Small.

Исследователи также отмечают, что синтез биологических препаратов по требованию помог бы в производстве лекарств, которые дорого производить массово, включая орфанные препараты и персонализированные лекарства.