Zdroj:
Biotechnologická výroba 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 epiteliálních obratlovců, nervových a pojivových tkání. Vzhledem k vysoké vlhkosti, biologické kompatibilitě a viskoelastickým vlastnostem tohoto polymeru se HA stala důležitou složkou hlavních farmaceutických, biomedicínských a kosmetických přípravků s vysokou komerční hodnotou po celém světě. Například HA s vysokou molekulovou hmotností (větší než 10 kDa) je žádoucí pro produkty používané v oftalmologii, ortopedii, kosmetice a tkáňovém inženýrství (Allison a Grande-Allen 2006 ; Fagien a Cassuto 2012 ; Kogan et al. 2007 ), zatímco HA s nízká molekulová hmotnost (asi 5 kDa a méně) je užitečná pro produkci látek, které podporují angiogenezi, inhibují progresi tumoru nebo indukují expresi prozánětlivých mediátorů (Jagannath a Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
V současné době se používají dva výrobní postupy pro získání polymeru HA v komerčních množstvích: extrakce ze zvířecích tkání, nebo v poslední době aplikace bakteriálních expresních systémů v Streptococcus
Extrakce ze zvířecích tkání
Od počátku třicátých let, kdy byla HA poprvé izolována z humoru skotu skotu (Meyer a Palmer 1934 ), byla extrakce HA široce prováděna s použitím jiných zvířecích tkání, včetně lidské pupeční šňůry, kohoutového hřebene a hovězí synoviální tekutiny. HA odvozená ze zvířecích tkání má přirozeně vysoké molekulové hmotnosti
Nevýhody HA odvozené ze zvířat
Za prvé, extrakční procesy vždy zažívají technická omezení v důsledku tvrdých podmínek extrakce, které přicházejí s broušením, okyselením 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 vázána na buněčné proteiny, včetně hyaluronidázy, HA-specifického vazebného proteinu (Fraser et al. 1997 ). Tyto kontaminující proteiny jsou nežádoucí, protože může existovat možnost, že tyto látky budou imunní reagovat. Navíc existuje potenciální riziko kontaminace nukleovými kyselinami, priony (bovinními) a viry (ptačí), které by mohly vést k přenosu infekčního onemocnění (Shiedlin et al. 2004 ). Konečně, extrakce HA ze zvířecích tkání je nákladná, protože její dokončení trvá značně dlouho, je náročné na pracovní sílu a vyžaduje velká zařízení, která mohou vyhovovat procesům od odběru 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 （HA synthasy first byl poprvé objeven počátkem 90. let, kdy gen kódující enzym zodpovědný za syntézu HA, označený jako syntáza HA nebo HAS, byl identifikován ze skupiny 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 streptokocích, jako je S. zooepidemicus, obsahuje dva další geny, hasD a hasE, které kódují bi-funkční enzym (acetyltransferázu a pyrofosforylázu) a fosfoglukoisomerázu, což umožňuje syntetizovat HA další metabolickou cestou. Předpokládá se, že přidání těchto dvou genů do hasoperonu bylo usnadněno duplikací genů genů spolu s častou homologní rekombinací (Blank et al. 2008 ).
A nyní je to hlavní výrobní metoda HA, která má výhody nízké ceny, vysokého výnosu a bez živočišného původu.
Lékařský hyaluronátový gel pro zdravotnictví vyrobený firmou Singclean jsou zdravotnické polymerní materiály bez živočišného původu extrahované a rafinované high-tech biotechnologií ze metabolitů streptokokových fermentací s vysokou viskoelasticitou, mazivostí, fyzickou změnou a dobrou biokompatibilitou.
HA trh ve zdravotnictví
Základní funkce HA v lidském oku, synoviální tekutině kloubů a epidermálních vrstvách vedly ke značnému zájmu o vývoj nových metod pro úspěšnou syntézu a dodávání HA. Nedávná zpráva o analýze trhu předpověděla, že jako důsledek stárnutí populace a zvýšení osteoartritidy se odhaduje, že globální trh s doplňkem HA visco u lidí samotných bude do roku 2017 více než 2,5 miliardy dolarů (MRG.Net 2013 ).
