Учёные Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали портативное устройство для производства биологических препаратов. Компактную установку можно использовать на поле боя или в машине скорой помощи. Описание прибора опубликовано в журнале Nature Communications.
Биотехнологические препараты, которые используют, в том числе при создании вакцин, противодиабетических и противораковых лекарств, обычно производят на заводах. Транспортировка в больницы или другие места оказания медпомощи занимает много времени и стоит недёшево, а в некоторых случаях достать лекарство бывает и вовсе невозможно.
Исследователи из МТИ создали компактное устройство, которое позволяет получать разовую долю биопрепарата с помощью небольшого количества жидкости и дрожжевой культуры Pichia pastoris. Программируемый штамм P. pastoris под воздействием специальных веществ производит один из двух лечебных белков, к примеру, бета-эстрадиол запускает выработку гормона роста, а метанол — интерферона. Этот вид дрожжей даёт культуры высокой плотности на простых и недорогих питательных средах и продуцирует белки в больших количествах.
Штаммы P. pastoris находятся внутри микробиореактора. В устройство заливают жидкость, содержащую химикат, она попадает в реактор и смешивается с дрожжами. Камера, в которой находится смесь, окружена тремя стенками из поликарбоната, четвёртую заменяет гибкая газопроницаемая мембрана из силиконового каучука. Увеличивая давление газа над мембраной, учёные осторожно «массируют» капли жидкости, чтобы содержимое полностью перемешалось.
Газопроницаемая мембрана позволяет кислороду проникать к дрожжам и без труда извлекать произведённый ими углекислый газ. Устройство постоянно отслеживает условия внутри реактора, включая концентрацию кислорода, температуру, кислотность и плотность клеток. Когда необходимо произвести белок другого типа, жидкость сливают через фильтр и добавляют вещество, которое стимулирует выработку нового протеина.
Ранее научные коллективы уже предпринимали попытки создать подобное устройство, однако им не удавалось сливать жидкость, не теряя при этом дрожжевую культуру. «Вы хотите сохранить клетки, потому что они служат фабрикой. Но в то же время вы хотите быстро менять химическую среду, чтобы запустить производство другого белка, — объясняет Раджив Рам (Rajeev Ram), один из авторов исследования. Теперь учёные работают над технологией производства комбинаций препаратов.
