Chủ nhiệm đề tài: GS. TS. Trương Nam Hải

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học

Thời gian thực hiện: 2012 - 2016

Thuộc chương trình: Nghiên cứu, ứng dụng và phát triển công nghệ sinh học

Tổng kinh phí: 4730 triệu đồng

Xếp loại đề tài: Khá

Mục tiêu đề tài:

- Tạo chủng tái tổ hợp biểu hiện Interleukin-3 và Interleukin-11 người tại Việt Nam;

- Xây dựng quy trình sản xuất IL-3 và IL-11 tái tổ hợp;

- Xây dựng phương pháp kiểm tra và đánh giá tính an toàn, hoạt tính sinh học của sản phẩm IL-11;

- Kiểm định chất lượng sản phẩm IL-11.

Kết quả đạt được

- Về khoa học:

1) Bằng kỹ thuật sinh học phân tử, Đề tài đã tạo được 2 bộ chủng giống gốc và chủng sản xuất protein IL-3/IL-11. Trong đó, chủng E. coli JM109 biểu hiện IL-3 ở dạng không tan, chủng E. coli Rosetta 2 biểu hiện IL-11 dung hợp với SUMO ở trạng thái tan.

2) Đã xây dựng được quy trình sản xuất IL-3 và IL-11 tái tổ hợp gồm:

(a) Quy trình lên men tổng hợp IL-3 và IL-11 quy mô bình tam giác. Trong đó, chủng E. coli JM109 biểu hiện IL-3 trong môi trường LB, pH 6,8-7,0 ở 25oC, nồng độ chất cảm ứng 0,05 mM IPTG, thời điểm cảm ứng OD600 = 1 và thu mẫu sau 6 giờ. Chủng E. coli Rosetta 2 biểu hiện IL-11 trong môi trường TB, pH 7 ở 37oC, cảm ứng ở OD600 = 2 với nồng độ 0,05 mM IPTG, thu mẫu sau 7 giờ. Hàm lượng SUMO-IL11 trong 1 lít dịch lên men là 1,43 g;

(b) Quy trình tinh sạch IL-3 và IL-11 tái tổ hợp với độ tinh khiết trên 99% đáp ứng yêu cầu làm dược phẩm tiêm. Hiệu suất thu hồi SUMO-IL11 qua cột là 49,65% và hiệu suất thu hồi IL-11 từ lên men đến tinh sạch là 34,68%. Hiệu suất thu hồi IL-3 qua cột sắc ký gần 30%. Sản phẩm IL-3 và IL-11 đã được kiểm tra tính kháng nguyên, kích thước phân tử (lần lượt là ˜15 kD và ˜19 kDa), trình tự acid amin đầu N đã thiết kế, đặc biệt trình tự 15 acid amin đầu N của IL-11 giống với thiết kế dựa vào trình tự Neumega do FDA phê duyệt.

(c) Đã tạo được công thức pha chế IL-11 tái tổ hợp với các thành phần tá dược an toàn, ổn định và không ảnh hưởng đến độ bền của IL-11. Chất gây sốt được loại bỏ hiệu quả ở nồng độ 0,05 mM Ca2+ kết hợp với màng lọc Ultracel 30 kDa. Hàm lượng endotoxin ở trong giới hạn cho phép đối với một liều thuốc tiêm (3)    Đã xây dựng được quy trình kiểm tra và đánh giá độ an toàn, hoạt tính sinh học in vivo và in vitro cho sản phẩm IL-11 tái tổ hợp đầu tiên tạo ra ở trong nước. Về cơ bản, IL-11 thể hiện là một sản phẩm an toàn trên mô hình thử nghiệm (có tính an toàn chung, không có biểu hiện độc tính cấp, không gây độc tính bán tr-ường diễn, đạt yêu cầu về chất gây sốt). Đồng thời, IL-11 có tác dụng tăng sinh tổng số tế bào và tế bào CD34+.

4)  Đã kiểm định trong nước và Quốc tế sản phẩm IL-11 theo tiêu chuẩn cơ sở. Các chỉ tiêu quan trọng về chất lượng và an toàn của sản phẩm đều đạt yêu cầu.

Những đóng góp mới:

1) Lần đầu tiên ở trong nước, đề tài đã áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử để tạo ra 2 chủng E. coli tái tổ hợp biểu hiện IL-3 và IL-11 có nguồn gốc từ người, đặc biệt IL-11 thuộc nhóm protein khó biểu hiện do điểm đẳng điện quá cao (pI = 11,7). Protein IL-11 biểu hiện dung hợp với SUMO ở trạng thái tan, hàm lượng lên tới 1,43 g/L dịch tế bào lên men.

2) Bằng kỹ thuật vi sinh, hóa sinh và miễn dịch, đề tài đã sản xuất được 242,85 mg IL-11 người tái tổ hợp có độ tinh khiết ≥ 99%, đặc biệt có trình tự 15 acid amin đầu N đã thiết kế dựa trên trình tự Neumega điều trị trên người do FDA phê duyệt. Trong khi đó, IL-3 tái tổ hợp cũng đáp ứng tiêu chí chất lượng của một dược phẩm như độ sạch >99%, đúng tính kháng nguyên và kích thước phân tử, đúng trình tự acid amin.

3) Sản phẩm IL-11 có hoạt tính sinh học trên dòng tế bào TF-1 là 4,17.105 IU/mg. Ngoài tác dụng tăng sinh dòng tế bào phụ thuộc, IL-11 còn có tác dụng kích thích tăng sinh tế bào gốc tạo máu tủy xương người.

4) Lần đầu tiên ở trong nước, đề tài đã xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm IL-11 tái tổ hợp, đã được kiểm định bởi Viện Kiểm định Quốc gia Vắc xin và Sinh phẩm Y tế và Công ty Biovision (Mỹ).

Nguồn: Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam