Figur 1. Struktur av humant serumalbumin ^[1]

3.Tillämpning av Rekombinant Serum Albumin

3.1. Albumin är ett serumfritt odlingsmediumtillskott

Albumin är en viktig komponent i många serumfria cellodlingssystem, såsom de för hybridomceller och ovarieceller från kinesisk hamster (CHO).Albumin kan införlivas i cellställningar för att förse celler med viktiga näringsämnen och en källa till tillväxtfaktorer, vilket främjar cellöverlevnad och -proliferation. Humant serumalbumin används som ett cellodlingsmediumtillskott för att upprätthålla tillväxten och hälsan hos celler som används vid produktionen av monoklonala antikroppar, rekombinanta proteiner och andra biologiska produkter. Albumin kan också göra cellodlingsmiljön mer stabil och kontrollerbar, vilket minskar batch-till-batch-variabiliteten och kontamineringsriskerna förknippade med serum från djur.

3.2. Däggdjurscellkultur

Albumin binder ett brett spektrum av bioaktiva ämnen vilket gör det till en viktig transportmolekyl. Albumin avlägsnar också reaktiva syrearter som är skadliga för cellöverlevnad. Dessa egenskaper gör albumin till ett utmärkt val för att främja celltillväxt och bibehålla en mängd olika eukaryota celler in vitro. Rekombinant humant albumin är väl lämpat för en mängd olika stam-, primär- och produktionscelltyper inklusive immunceller, VERO, mesenkymala stamceller, HEK293, diploida celler, CHO och andra celltyper.

3.3. Vaccintillverkning och beredning

HSA är en viktig komponent för att stabilisera vacciner, vilket ger flera fördelar för en mängd olika vaccintyper, inklusive levande försvagade virus, inaktiverade eller dödade virus, virusliknande partiklar och subenhetsvacciner. En av de anmärkningsvärda egenskaperna hos HSA är dess förmåga att belägga både hydrofoba och hydrofila ytor, och därigenom förhindra oönskad ospecifik adsorption av vacciner under hela deras livscykel, från produktion till formulering till lagring. Genom sin bindningsförmåga, kapabel till både joniska och hydrofoba interaktioner, kan HSA skydda exponerade vaccinytor från oönskad aggregering och partikelbildning, vilket annars skulle kunna äventyra vaccinets effektivitet.

3.4. In vitro/in vivo sjukdomsdiagnos

HSA är en biomarkör för en mängd olika sjukdomar, inklusive cancer, reumatoid artrit, ischemi, leversjukdom, fetma och diabetes.

3.5 Användning av humant serumalbumin i stamcellsterapi

Albumin har länge varit en väsentlig komponent i cellodlingsmedier. Dess förmåga att främja tillväxten av en mängd olika celltyper är väldokumenterad, inklusive mesenkymala stamceller (MSCs), embryonala stamceller (ESCs), inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs) och immunceller. I cellodling är albumin mer än bara en näringskälla. Den fungerar som en multifunktionell reservoar som skyddar essentiella metaller och andra molekylära enheter och skapar därigenom en optimal miljö för fortsatt celltillväxt och livsduglighet.

Utöver dess tillämpning i cellodling kan albumin också användas för kryokonservering av stamceller. Albumins ytbeläggningsförmåga säkerställer cellers säkerhet under frysningsprocessen. Dessutom upprätthåller albumins buffrande förmåga den pH-balans som är nödvändig för cellintegritet, medan dess stabiliserande förmåga håller cellerna i suspension, vilket förlänger deras livsduglighet under kryokonservering.

Dessutom kan albumin också användas som läkemedelsbärare för att förlänga cirkulationstiden för läkemedel i kroppen och förbättra läkemedlets effektivitet.

4. Verkningsmekanism för albumin i odlingsmedium

4.1 Begränsande fettsyror

Albumin är en bärare för 99 % av de icke-förestrade fettsyrorna (FA) i plasma. Albumin har 7 högaffinitets- och mer än 20 lågaffinitets-FA-bindningsställen. Fettsyror som linolsyra, linolensyra och oljesyra är olösliga i vattenlösning och måste levereras till cellerna via bärarmolekyler. Cirkulerande albumin kan vanligtvis bära 1 eller 2 fria fettsyror. Bindningen av fettsyror hjälper också till att stabilisera albumin. Som en cellkulturtillsats beror aktiviteten hos albumin delvis på de specifika fettsyror som det binder och levererar till cellerna.

4.2 Bindning av metalljoner

Metalljoner är viktiga komponenter för cellodling. HSA är en nyckeltransportör för nyckelmetalljonerna Cu 2+ och Zn 2+. Dessutom kan kopparatomer genomgå monovalenta redoxreaktioner och katalysera genereringen av fria radikaler, vilket gör koppar cytotoxiskt. In vivo binder extracellulära kopparjoner till albumin, vilket försvagar kopparns potentiella toxicitet. Varje albuminmolekyl har ett kopparbindningsställe med hög affinitet, och när koppar binds till detta ställe deltar den inte i fria radikalrelaterade redoxreaktioner. Albumin kan även binda andra tvåvärda katjoner såsom Ca, Mg, Mn, Cd, Co och Ni.

4.3 Antioxidantegenskaper hos HSA

Antioxidantaktiviteten hos HSA tillskrivs huvudsakligen redoxegenskaperna hos fyra stora metallbindningsställen. Gratis Cu 2+, Fe 2+ och andra metalljoner reagerar med syre för att generera ROS , som också kan interagera med H2O2 för att producera skadliga hydroxylradikaler. Å andra sidan begränsar bindningen av albumin till metalljoner dessa joners förmåga att delta i ROS-genereringen.

Eukaryota cellkulturer i industriell skala som utförs i bioreaktorer innehåller löst syre och fria metaller som järn, koppar, kobolt och nickel, som producerar ROS som bryter ner cellmembranen. Tillsats av BSA eller HSA minskar ROS-trycket, vilket resulterar i friska cellkulturer. Å andra sidan främjar bindningen av albumin till dessa metaller, särskilt koppar, zink, vanadin och selen, upptaget av dessa metaller av celler, stimulerar odlingstillväxt och förbättrar avsevärt produktionen av rekombinanta proteiner i eukaryota celler.

4.4 Bindande pyridoxal

Aminosyror är nyckelkomponenter i cellodlingsmedier. Pyridoxal och dess derivat 5'-pyridoxalfosfat (PLP) kan reagera icke-enzymatiskt med aminosyror och bilda Schiff-baser. Dessa Schiff-baser är mycket instabila och när de kommer i kontakt med metalljoner leder de till aminosyranedbrytning och celltillväxthämning. Den fria pyridoxalfraktionen sekvestreras genom bindning till albumin, vilket förhindrar pyridoxal från att reagera med aminosyror in vitro och förstöra dem.

4.5 Bindande riboflavin

Riboflavin är en annan faktor som reagerar med fria aminosyror och bryter ned dem. I vattenlösning kan riboflavin binda till tryptofan för att bilda ett komplex. Under ljusa förhållanden sönderdelas detta komplex till giftiga produkter. Albumin kan binda till riboflavin och dess fosfat (flavinmonofosfat) och skydda dem från nedbrytning. Albumin har ett enda tryptofanbindningsställe.

5. Produktegenskaper

Yeasen tillhandahåller en mängd olika rekombinanta serumalbumin, inklusive människa, mus, råtta, apa och andra arter.