Abbildung 1. Struktur von menschlichem Serumalbumin ^[1]

3.Anwendung von RÖkokombinant Serum Albumin

3.1. Albumin ist ein serumfreies Nährmedium

Albumin ist ein wichtiger Bestandteil vieler serumfreier Zellkultursysteme, beispielsweise für Hybridomzellen und Ovarialzellen des Chinesischen Hamsters (CHO).Albumin kann in Zellgerüste eingearbeitet werden, um Zellen mit lebenswichtigen Nährstoffen und einer Quelle von Wachstumsfaktoren zu versorgen und so das Zellüberleben und die Zellvermehrung zu fördern. Menschliches Serumalbumin wird als Ergänzung für Zellkulturmedien verwendet, um das Wachstum und die Gesundheit von Zellen zu erhalten, die bei der Herstellung von monoklonalen Antikörpern, rekombinanten Proteinen und anderen biologischen Produkten verwendet werden. Albumin kann auch die Zellkulturumgebung stabiler und kontrollierbarer machen und so die mit Serum tierischen Ursprungs verbundenen Schwankungen und Kontaminationsrisiken von Charge zu Charge verringern.

3.2. Säugetierzellkultur

Albumin bindet eine Vielzahl bioaktiver Substanzen und ist damit ein wichtiges Transportmolekül. Albumin fängt auch reaktive Sauerstoffspezies ab, die für das Zellüberleben schädlich sind. Diese Eigenschaften machen Albumin zu einer ausgezeichneten Wahl für die Förderung des Zellwachstums und die Erhaltung einer Vielzahl eukaryotischer Zellen in vitro. Rekombinantes menschliches Albumin eignet sich gut für eine Vielzahl verschiedener Stamm-, Primär- und Produktionszelltypen, darunter Immunzellen, VERO, mesenchymale Stammzellen, HEK293, diploide Zellen, CHO und andere Zelltypen.

3.3. Impfstoffproduktion und -vorbereitung

HSA ist ein wichtiger Bestandteil zur Stabilisierung von Impfstoffen und bietet zahlreiche Vorteile für eine Vielzahl von Impfstofftypen, darunter abgeschwächte Lebendviren, inaktivierte oder abgetötete Viren, virusähnliche Partikel und Untereinheitenimpfstoffe. Eine der bemerkenswerten Eigenschaften von HSA ist seine Fähigkeit, sowohl hydrophobe als auch hydrophile Oberflächen zu beschichten und so eine unerwünschte unspezifische Adsorption von Impfstoffen während ihres gesamten Lebenszyklus von der Produktion über die Formulierung bis hin zur Lagerung zu verhindern. Durch seine Bindungsfähigkeit, die sowohl zu ionischen als auch zu hydrophoben Wechselwirkungen fähig ist, kann HSA freiliegende Impfstoffoberflächen vor unerwünschter Aggregation und Partikelbildung schützen, die andernfalls die Wirksamkeit des Impfstoffs beeinträchtigen könnten.

3.4. In-vitro-/In-vivo-Krankheitsdiagnose

HSA ist ein Biomarker für eine Vielzahl von Erkrankungen, darunter Krebs, rheumatoide Arthritis, Ischämie, Lebererkrankungen, Fettleibigkeit und Diabetes.

3.5 Anwendung von humanem Serumalbumin in der Stammzelltherapie

Albumin ist seit langem ein wesentlicher Bestandteil von Zellkulturmedien. Seine Fähigkeit, das Wachstum einer Vielzahl von Zelltypen zu fördern, ist gut dokumentiert, darunter mesenchymale Stammzellen (MSCs), embryonale Stammzellen (ESCs), induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) und Immunzellen. In der Zellkultur ist Albumin mehr als nur eine Nährstoffquelle. Es fungiert als multifunktionales Reservoir, das essentielle Metalle und andere molekulare Einheiten schützt und so eine optimale Umgebung für anhaltendes Zellwachstum und Lebensfähigkeit schafft.

Neben seiner Anwendung in der Zellkultur kann Albumin auch zur Kryokonservierung von Stammzellen verwendet werden. Die Fähigkeit von Albumin, Oberflächen zu beschichten, gewährleistet die Sicherheit der Zellen während des Gefrierprozesses. Darüber hinaus hält die Pufferfähigkeit von Albumin den für die Zellintegrität erforderlichen pH-Wert aufrecht, während seine Stabilisierungsfähigkeit die Zellen in Schwebe hält und so ihre Lebensfähigkeit während der Kryokonservierung verlängert.

Darüber hinaus kann Albumin auch als Arzneimittelträger verwendet werden, um die Zirkulationszeit von Arzneimitteln im Körper zu verlängern und die Arzneimittelwirksamkeit zu verbessern.

4.Wirkmechanismus von Albumin im Kulturmedium

4.1 Begrenzende Fettsäuren

Albumin ist ein Träger für 99 % der nicht veresterten Fettsäuren (FA) im Plasma. Albumin hat 7 hochaffine und mehr als 20 niedrigaffine FA-Bindungsstellen. Fettsäuren wie Linolsäure, Linolensäure und Ölsäure sind in wässrigen Lösungen unlöslich und müssen über Trägermoleküle an die Zellen abgegeben werden. Zirkulierendes Albumin kann normalerweise 1 oder 2 freie Fettsäuren transportieren. Die Bindung von Fettsäuren hilft auch, Albumin zu stabilisieren. Als Zellkulturzusatz hängt die Aktivität von Albumin teilweise von den spezifischen Fettsäuren ab, die es bindet und an die Zellen abgibt.

4.2 Bindung von Metallionen

Metallionen sind wesentliche Bestandteile der Zellkultur. HSA ist ein wichtiger Transporter für die Metallionen Cu 2+ und Zn 2+. Darüber hinaus können Kupferatome monovalente Redoxreaktionen eingehen und die Bildung freier Radikale katalysieren, wodurch Kupfer zytotoxisch wird. In vivo binden extrazelluläre Kupferionen an Albumin und schwächen so die potenzielle Toxizität von Kupfer. Jedes Albuminmolekül hat eine hochaffine Kupferbindungsstelle, und wenn Kupfer an diese Stelle gebunden ist, nimmt es nicht an Redoxreaktionen teil, die mit freien Radikalen in Zusammenhang stehen. Albumin kann auch andere divalente Kationen wie Ca, Mg, Mn, Cd, Co und Ni binden.

4.3 Antioxidative Eigenschaften von HSA

Die antioxidative Wirkung von HSA wird hauptsächlich auf die Redoxeigenschaften von vier wichtigen Metallbindungsstellen zurückgeführt. Freies Cu 2+, Fe 2+ und andere Metallionen reagieren mit Sauerstoff zu ROS , das ebenfalls mit H2O2 reagieren und dabei schädliche Hydroxylradikale bilden kann. Andererseits begrenzt die Bindung von Albumin an Metallionen die Fähigkeit dieser Ionen, an der ROS-Erzeugung teilzunehmen.

In Bioreaktoren durchgeführte eukaryotische Zellkulturen im industriellen Maßstab enthalten gelösten Sauerstoff und freie Metalle wie Eisen, Kupfer, Kobalt und Nickel, die ROS produzieren, die Zellmembranen abbauen. Die Zugabe von BSA oder HSA reduziert den ROS-Druck, was zu gesunden Zellkulturen führt. Andererseits fördert die Bindung von Albumin an diese Metalle, insbesondere Kupfer, Zink, Vanadium und Selen, die Aufnahme dieser Metalle durch Zellen, stimuliert das Kulturwachstum und verbessert die Produktion rekombinanter Proteine ​​in eukaryotischen Zellen erheblich.

4.4 Bindung von Pyridoxal

Aminosäuren sind Schlüsselkomponenten von Zellkulturmedien. Pyridoxal und sein Derivat 5'-Pyridoxalphosphat (PLP) können nicht-enzymatisch mit Aminosäuren reagieren und Schiffsche Basen bilden. Diese Schiffschen Basen sind sehr instabil und führen bei Kontakt mit Metallionen zum Abbau der Aminosäuren und zur Hemmung des Zellwachstums. Der freie Pyridoxalanteil wird durch Bindung an Albumin abgesondert, was verhindert, dass Pyridoxal in vitro mit Aminosäuren reagiert und diese zerstört.

4.5 Bindung von Riboflavin

Riboflavin ist ein weiterer Faktor, der mit freien Aminosäuren reagiert und diese abbaut. In wässriger Lösung kann Riboflavin an Tryptophan binden und einen Komplex bilden. Unter Lichtbedingungen zerfällt dieser Komplex in toxische Produkte. Albumin kann an Riboflavin und sein Phosphat (Flavinmonophosphat) binden und sie vor dem Abbau schützen. Albumin hat eine einzige Tryptophan-Bindungsstelle.

5.Produktmerkmale

Yeasen bietet eine Vielzahl rekombinanter Serumalbumine an, unter anderem vom Menschen, von Mäusen, Ratten, Affen und anderen Spezies.