Figur 1. Struktur af humant serumalbumin ^[1]

3.Anvendelse af Rekombinant Serum ENlbumin

3.1. Albumin er et serumfrit dyrkningsmediumsupplement

Albumin er en vigtig bestanddel af mange serumfrie cellekultursystemer, såsom dem til hybridomceller og kinesisk hamster-ovarieceller (CHO).Albumin kan inkorporeres i cellestilladser for at give celler essentielle næringsstoffer og en kilde til vækstfaktorer, hvilket fremmer celleoverlevelse og -proliferation. Humant serumalbumin bruges som et cellekulturmediumtilskud til at opretholde væksten og sundheden af ​​celler, der anvendes til produktion af monoklonale antistoffer, rekombinante proteiner og andre biologiske produkter. Albumin kan også gøre cellekulturmiljøet mere stabilt og kontrollerbart, hvilket reducerer batch-til-batch-variabiliteten og kontamineringsrisici forbundet med serum fra dyr.

3.2. Pattedyrcellekultur

Albumin binder en lang række bioaktive stoffer, hvilket gør det til et vigtigt transportmolekyle. Albumin fjerner også reaktive oxygenarter, der er skadelige for celleoverlevelse. Disse egenskaber gør albumin til et fremragende valg til at fremme cellevækst og opretholde en række eukaryote celler in vitro. Rekombinant humant albumin er velegnet til en række forskellige stam-, primær- og produktionscelletyper, herunder immunceller, VERO, mesenkymale stamceller, HEK293, diploide celler, CHO og andre celletyper.

3.3. Vaccineproduktion og klargøring

HSA er en vigtig komponent til stabilisering af vacciner, hvilket giver flere fordele for en række forskellige vaccinetyper, herunder levende svækkede vira, inaktiverede eller dræbte vira, viruslignende partikler og underenhedsvacciner. En af de bemærkelsesværdige egenskaber ved HSA er dens evne til at belægge både hydrofobe og hydrofile overflader og derved forhindre uønsket uspecifik adsorption af vacciner gennem deres livscyklus, fra produktion til formulering til opbevaring. Gennem sin bindingsevne, der er i stand til både ioniske og hydrofobe interaktioner, kan HSA beskytte udsatte vaccineoverflader mod uønsket aggregering og partikeldannelse, som ellers kunne kompromittere vaccinens effektivitet.

3.4. In vitro/in vivo sygdomsdiagnose

HSA er en biomarkør for en række sygdomme, herunder kræft, leddegigt, iskæmi, leversygdomme, fedme og diabetes.

3.5 Anvendelse af humant serumalbumin i stamcelleterapi

Albumin har længe været en væsentlig bestanddel af cellekulturmedier. Dets evne til at fremme væksten af ​​en række celletyper er veldokumenteret, herunder mesenkymale stamceller (MSC'er), embryonale stamceller (ESC'er), inducerede pluripotente stamceller (iPSC'er) og immunceller. I cellekultur er albumin mere end blot en næringskilde. Det fungerer som et multifunktionelt reservoir, der beskytter essentielle metaller og andre molekylære enheder og skaber derved et optimalt miljø for fortsat cellevækst og levedygtighed.

Ud over dets anvendelse i cellekultur, kan albumin også bruges til stamcelle-cryopreservation. Albumins overfladebelægningsevne sikrer cellernes sikkerhed under frysningsprocessen. Derudover bevarer albumins bufferevne den pH-balance, der er nødvendig for celleintegritet, mens dens stabiliserende evne holder celler i suspension og derved forlænger deres levedygtighed under kryokonservering.

Derudover kan albumin også bruges som lægemiddelbærer for at forlænge cirkulationstiden for lægemidler i kroppen og øge lægemiddeleffektiviteten.

4. Virkningsmekanisme af albumin i kulturmedium

4.1 Afgrænsende fedtsyrer

Albumin er en bærer for 99 % af de ikke-esterificerede fedtsyrer (FA) i plasma. Albumin har 7 højaffinitets- og mere end 20 lavaffinitets-FA-bindingssteder. Fedtsyrer såsom linolsyre, linolensyre og oliesyre er uopløselige i vandig opløsning og skal leveres til celler via bærermolekyler. Cirkulerende albumin kan normalt bære 1 eller 2 frie fedtsyrer. Bindingen af ​​fedtsyrer hjælper også med at stabilisere albumin. Som et cellekulturtilsætningsstof afhænger albumins aktivitet til dels af de specifikke fedtsyrer, det binder og leverer til cellerne.

4.2 Binding af metalioner

Metalioner er væsentlige komponenter til cellekultur. HSA er en nøgletransportør for nøglemetalionerne Cu 2+ og Zn 2+. Derudover kan kobberatomer gennemgå monovalente redoxreaktioner og katalysere dannelsen af ​​frie radikaler, hvilket gør kobber cytotoksisk. In vivo binder ekstracellulære kobberioner til albumin, hvilket svækker kobbers potentielle toksicitet. Hvert albuminmolekyle har et kobberbindingssted med høj affinitet, og når kobber er bundet til dette sted, vil det ikke deltage i frie radikal-relaterede redoxreaktioner. Albumin kan også binde andre divalente kationer såsom Ca, Mg, Mn, Cd, Co og Ni.

4.3 Antioxidantegenskaber af HSA

Antioxidantaktiviteten af ​​HSA tilskrives hovedsageligt redoxegenskaberne af fire store metalbindingssteder. Gratis Cu 2+, Fe 2+ og andre metalioner reagerer med oxygen for at generere ROS , som også kan interagere med H2O2 for at producere skadelige hydroxylradikaler. På den anden side begrænser bindingen af ​​albumin til metalioner disse ioners evne til at deltage i ROS-generering.

Eukaryote cellekulturer i industriel skala udført i bioreaktorer indeholder opløst ilt og frie metaller som jern, kobber, kobolt og nikkel, som producerer ROS, der nedbryder cellemembraner. Tilsætning af BSA eller HSA reducerer ROS-trykket, hvilket resulterer i sunde cellekulturer. På den anden side fremmer bindingen af ​​albumin til disse metaller, især kobber, zink, vanadium og selen, cellernes optagelse af disse metaller, stimulerer kulturvækst og forbedrer signifikant produktionen af ​​rekombinante proteiner i eukaryote celler.

4.4 Binding pyridoxal

Aminosyrer er nøglekomponenter i cellekulturmedier. Pyridoxal og dets derivat af 5'-pyridoxalphosphat (PLP) kan reagere ikke-enzymatisk med aminosyrer og danne Schiff-baser. Disse Schiff-baser er meget ustabile, og når de er i kontakt med metalioner, fører de til aminosyrenedbrydning og cellevæksthæmning. Den frie pyridoxalfraktion sekvestreres ved binding til albumin, hvilket forhindrer pyridoxal i at reagere med aminosyrer in vitro og ødelægge dem.

4.5 Binding af riboflavin

Riboflavin er en anden faktor, der reagerer med frie aminosyrer og nedbryder dem. I vandig opløsning kan riboflavin binde til tryptofan for at danne et kompleks. Under lysforhold nedbrydes dette kompleks til giftige produkter. Albumin kan binde sig til riboflavin og dets fosfat (flavinmonofosfat) og beskytte dem mod nedbrydning. Albumin har et enkelt tryptofanbindingssted.

5. Produktfunktioner

Yeasen giver en række forskellige rekombinante serumalbumin, herunder mennesker, mus, rotter, aber og andre arter.