Figuur 1. Structuur van menselijk serumalbumine ^[1]

3.Toepassing van Recombinant Serum Albumine

3.1. Albumine is een serumvrij kweekmediumsupplement

Albumine is een belangrijk bestanddeel van veel serumvrije celkweeksystemen, zoals die voor hybridoomcellen en Chinese hamsterovariumcellen (CHO).Albumine kan worden opgenomen in celsteigers om cellen te voorzien van essentiële voedingsstoffen en een bron van groeifactoren, wat de overleving en proliferatie van cellen bevordert. Humaan serumalbumine wordt gebruikt als een celkweekmediumsupplement om de groei en gezondheid van cellen te behouden die worden gebruikt bij de productie van monoklonale antilichamen, recombinante eiwitten en andere biologische producten. Albumine kan ook de celkweekomgeving stabieler en controleerbaarder maken, waardoor de variabiliteit van batch tot batch en de besmettingsrisico's die verband houden met serum van dierlijke oorsprong, worden verminderd.

3.2. Zoogdiercelcultuur

Albumine bindt een breed scala aan bioactieve stoffen, wat het een belangrijk transportmolecuul maakt. Albumine ruimt ook reactieve zuurstofsoorten op die schadelijk zijn voor de overleving van cellen. Deze eigenschappen maken albumine een uitstekende keuze voor het bevorderen van celgroei en het in stand houden van verschillende eukaryotische cellen in vitro. Recombinant humaan albumine is zeer geschikt voor verschillende stam-, primaire en productieceltypen, waaronder immuuncellen, VERO, mesenchymale stamcellen, HEK293, diploïde cellen, CHO en andere celtypen.

3.3. Productie en bereiding van vaccins

HSA is een belangrijk onderdeel voor het stabiliseren van vaccins en biedt meerdere voordelen voor verschillende soorten vaccins, waaronder levende verzwakte virussen, geïnactiveerde of gedode virussen, virusachtige deeltjes en subunitvaccins. Een van de opmerkelijke eigenschappen van HSA is het vermogen om zowel hydrofobe als hydrofiele oppervlakken te coaten, waardoor ongewenste niet-specifieke adsorptie van vaccins gedurende hun levenscyclus wordt voorkomen, van productie tot formulering tot opslag. Door zijn bindende vermogen, dat zowel ionische als hydrofobe interacties aankan, kan HSA blootgestelde vaccinoppervlakken beschermen tegen ongewenste aggregatie en deeltjesvorming, die anders de werkzaamheid van het vaccin in gevaar zouden kunnen brengen.

3.4. In vitro/in vivo ziektediagnose

HSA is een biomarker voor verschillende ziekten, waaronder kanker, reumatoïde artritis, ischemie, leverziekte, obesitas en diabetes.

3.5 Toepassing van menselijk serumalbumine bij stamceltherapie

Albumine is al lang een essentieel onderdeel van celkweekmedia. Het vermogen om de groei van verschillende celtypen te bevorderen is goed gedocumenteerd, waaronder mesenchymale stamcellen (MSC's), embryonale stamcellen (ESC's), geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's) en immuuncellen. In celkweek is albumine meer dan alleen een voedingsbron. Het fungeert als een multifunctioneel reservoir, dat essentiële metalen en andere moleculaire entiteiten beschermt en zo een optimale omgeving creëert voor voortdurende celgroei en levensvatbaarheid.

Naast de toepassing in celkweek kan albumine ook worden gebruikt voor cryopreservatie van stamcellen. Albumine's oppervlaktecoatingvermogen zorgt voor de veiligheid van cellen tijdens het invriesproces. Bovendien handhaaft albumine's bufferende vermogen de pH-balans die nodig is voor celintegriteit, terwijl het stabiliserende vermogen cellen in suspensie houdt, waardoor hun levensvatbaarheid tijdens cryopreservatie wordt verlengd.

Daarnaast kan albumine ook worden gebruikt als medicijndrager om de circulatietijd van medicijnen in het lichaam te verlengen en de werkzaamheid van het medicijn te verbeteren.

4. Werkingsmechanisme van albumine in kweekmedium

4.1 Bindende vetzuren

Albumine is een drager voor 99% van de niet-veresterde vetzuren (FA) in plasma. Albumine heeft 7 FA-bindingsplaatsen met hoge affiniteit en meer dan 20 FA-bindingsplaatsen met lage affiniteit. Vetzuren zoals linolzuur, linoleenzuur en oliezuur zijn onoplosbaar in waterige oplossing en moeten via dragermoleculen aan cellen worden geleverd. Circulerende albumine kan gewoonlijk 1 of 2 vrije vetzuren dragen. De binding van vetzuren helpt ook om albumine te stabiliseren. Als additief voor celculturen hangt de activiteit van albumine deels af van de specifieke vetzuren die het bindt en aan cellen levert.

4.2 Binding van metaalionen

Metaalionen zijn essentiële componenten voor celkweek. HSA is een belangrijke transporteur voor de belangrijkste metaalionen Cu 2+ en Zn 2+. Bovendien kunnen koperatomen monovalente redoxreacties ondergaan en de generatie van vrije radicalen katalyseren, waardoor koper cytotoxisch wordt. In vivo binden extracellulaire koperionen aan albumine, waardoor de potentiële toxiciteit van koper wordt verzwakt. Elk albuminemolecuul heeft een koperbindingsplaats met hoge affiniteit, en wanneer koper aan deze plaats wordt gebonden, zal het niet deelnemen aan redoxreacties die verband houden met vrije radicalen. Albumine kan ook andere divalente kationen binden, zoals Ca, Mg, Mn, Cd, Co en Ni.

4.3 Antioxiderende eigenschappen van HSA

De antioxiderende activiteit van HSA wordt voornamelijk toegeschreven aan de redoxeigenschappen van vier belangrijke metaalbindingsplaatsen. Gratis Cu 2+, ijzer 2+ en andere metaalionen reageren met zuurstof om ROS te genereren , die ook kunnen interacteren met H2O2 om schadelijke hydroxylradicalen te produceren. Aan de andere kant beperkt de binding van albumine aan metaalionen het vermogen van deze ionen om deel te nemen aan de generatie van ROS.

Eukaryote celculturen op industriële schaal die in bioreactoren worden uitgevoerd, bevatten opgeloste zuurstof en vrije metalen zoals ijzer, koper, kobalt en nikkel, die ROS produceren die celmembranen afbreken. Toevoeging van BSA of HSA verlaagt de ROS-druk, wat resulteert in gezonde celculturen. Aan de andere kant bevordert de binding van albumine aan deze metalen, met name koper, zink, vanadium en selenium, de opname van deze metalen door cellen, stimuleert de groei van de cultuur en verbetert de productie van recombinante eiwitten in eukaryote cellen aanzienlijk.

4.4 Bindende pyridoxaal

Aminozuren zijn belangrijke componenten van celkweekmedia. Pyridoxal en zijn derivaat 5' pyridoxalfosfaat (PLP) kunnen niet-enzymatisch reageren met aminozuren en Schiff-basen vormen. Deze Schiff-basen zijn zeer onstabiel en leiden bij contact met metaalionen tot aminozuurafbraak en celgroeiremming. De vrije pyridoxalfractie wordt afgezonderd door binding aan albumine, wat voorkomt dat pyridoxal in vitro reageert met aminozuren en deze vernietigt.

4.5 Bindende riboflavine

Riboflavine is een andere factor die reageert met vrije aminozuren en deze afbreekt. In waterige oplossing kan riboflavine zich binden aan tryptofaan om een ​​complex te vormen. Onder lichtomstandigheden ontleedt dit complex in toxische producten. Albumine kan zich binden aan riboflavine en zijn fosfaat (flavinemonofosfaat) en deze beschermen tegen afbraak. Albumine heeft één tryptofaanbindingsplaats.

5. Productkenmerken

Yeasen levert een verscheidenheid aan recombinant serumalbumine, waaronder dat van mensen, muizen, ratten, apen en andere soorten.