Zdroj:
Biotechnologická produkce kyseliny hyaluronové: mini recenze Jun Hui Sze, Jeremy C. Brownlie a Christopher A. Love
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Kyselina hyaluronová (HA) je polysacharid, který se nachází v extracelulární matrici epitelových, nervových a pojivových tkání obratlovců. HA se díky vysoké retenci vlhkosti, biokompatibilitě a viskoelasticitě tohoto polymeru stala důležitou součástí hlavních farmaceutických, biomedicínských a kosmetických výrobků s vysokou komerční hodnotou na celém světě. Například HA s vysokou molekulovou hmotností (vyšší než 10 kDa) je žádoucí pro výrobky používané v oftalmologii, ortopedii, kosmetice a tkáňovém inženýrství (Allison a Grande-Allen 2006 ; Fagien a Cassuto 2012 ; Kogan a kol. 2007 ), zatímco HA s nízká molekulová hmotnost (přibližně 5 kDa a méně) jsou užitečné pro výrobu látek, které podporují angiogenezi, inhibují progresi nádoru nebo indukují expresi prozánětlivých mediátorů (Jagannath a Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
V současné době se používají dva produkční postupy pro získání HA polymeru v komerčním množství: extrakce ze zvířecích tkání, nebo nověji i když použití bakteriálních expresních systémů v Streptococcus
Extrakce ze živočišných tkání
Od počátku třicátých let, kdy byla HA poprvé izolována od skotu sklivce (Meyer a Palmer 1934 ), byla extrakce HA široce prováděna pomocí jiných zvířecích tkání, včetně lidské pupeční šňůry, kohoutího hřebenu a hovězí synoviální tekutiny. HA pocházející ze zvířecích tkání má přirozeně vysoké molekulové hmotnosti
Nevýhody HA ze zvířat
Za prvé, extrakční procesy vždy zažívají technická omezení kvůli drsným extrakčním podmínkám, které přicházejí s mletím, zpracováním kyselinou a opakovanou extrakcí organickými rozpouštědly. Tato nekontrolovaná degradační technika výrazně ovlivňuje nejen výtěžek, ale také polydisperzitu (rozsah velikostí) HA (Boeriu et al. 2013 ). Druhým problémem je, že zvířecí HA může být stále vázán na buněčné proteiny včetně hyaluronidázy, HA-specifického vazebného proteinu (Fraser et al. 1997 ). Tyto kontaminující proteiny jsou nežádoucí, protože může existovat šance, že budou vyvolávat imunitní odpověď. Kromě toho existuje potenciální riziko kontaminace nukleovými kyselinami, priony (skot) a viry (ptačí), což by mohlo vést k přenosu infekčních chorob (Shiedlin et al. 2004 ). Konečně je extrakce HA z živočišných tkání nákladná, protože její dokončení vyžaduje značný čas, je náročný na práci a vyžaduje velká zařízení, která mohou pojmout procesy spojené s odběrem tkáně ze zvířete po extrakci a čištění HA. V důsledku těchto technických a bezpečnostních problémů je biotechnologická výroba HA považována za výhodný způsob výroby HA.
Bakteriální expresní systémy v Streptococci
Operon synth HA syntázy） byl poprvé objeven na počátku 90. let, kdy gen kódující enzym zodpovědný za syntézu HA, označený jako HA syntáza nebo HAS, byl identifikován ze skupiny A Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). Tento gen je součástí operonu obsahujícího gen hasA, který kóduje HA syntázu, gen hasB, který kóduje UDP-glukózovou dehydrogenázu, a gen hasC, který kóduje UDP-glukózovou pyrofosforylázu (Crater et al. 1995 ; Dougherty a van de Rijn 1993 ). Operon v jiných streptokokech, jako je S. zooepidemicus, obsahuje dva další geny, hasD a hasE, které kódují bifunkční enzym (acetyltransferázu a pyrofosforylázu), respektive fosfoglukoisomerázu, což umožňuje syntetizovat HA další metabolickou cestou. Předpokládá se, že přidání těchto dvou genů do hasoperonu bylo usnadněno duplikací intragenomických genů spolu s častou homologní rekombinací (Blank et al. 2008 ).
A nyní je to hlavní způsob výroby HA, který má výhody nízkých nákladů, vysokého výnosu a bez živočišného původu.
Lékařský hyaluronátový gel sodný vyrobený společností Singclean jsou lékařské zvířecí polymerní materiály bez živočišného původu extrahované a rafinované pomocí high-tech bio-inženýrství ze streptokokových fermentačních metabolitů s vysokou viskoelasticitou, lubrikací, fyzickou změnou a dobrou biokompatibilitou.
Trh HA ve zdravotnictví
Základní funkce HA v lidském oku, synoviální tekutina kloubů a v epidermálních vrstvách vedly ke značnému zájmu o vývoj nových metod pro úspěšnou syntézu a dodání HA. Nedávná zpráva o analýze trhu předpověděla, že v důsledku stárnutí populace a nárůstu osteoartrózy se odhaduje, že globální trh s visko-suplementací HA u lidí je do roku 2017 vyšší než 2,5 miliardy dolarů (MRG.Net 2013 ).
