Схема пристрою з виробництва біопрепаратів. Компоненти реактора - мікрожидкостний фільтр (зелений), оптичні датчики (червоний і блакитний), фільтр (білий).
Вчені Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology) розробили портативний пристрій для виробництва біологічних препаратів. Компактну установку можна використовувати на полі бою або в машині швидкої допомоги. Опис приладу опубліковано в журналі Nature Communications.
Біотехнологічні препарати, які використовують, у тому числі при створенні вакцин, протидиабетичних і протиракових ліків, зазвичай виробляють на заводах. Транспортування в лікарні або інші місця надання медичної допомоги займає багато часу і коштує недішево, а в деяких випадках дістати ліки буває і зовсім неможливо.
Дослідники з МТІ створили компактний пристрій, який дозволяє отримувати разову частку біопрепарату за допомогою невеликої кількості рідини і дріжджової культури Pichia pastoris. Програмований штам P. pastoris під впливом спеціальних речовин виробляє один з двох лікувальних білків, наприклад, бета-естрадіол запускає вироблення гормону росту, а метанол - інтерферону. Цей вид дріжджів дає культури високої щільності на простих і недорогих поживних середовищах і продукує білки у великих кількостях.
Штами P. pastoris знаходяться всередині мікробіореактора. У пристрій заливають рідину, що містить хімікат, вона потрапляє в реактор і змішується з дріжджами. Камера, в якій знаходиться суміш, оточена трьома стінками з полікарбонату, четверту замінює гнучка газопроникна мембрана з силіконового каучуку. Збільшуючи тиск газу над мембраною, вчені обережно «масують» краплі рідини, щоб вміст повністю перемішався.
Газопроникна мембрана дозволяє кисню проникати до дріжджів і без зусиль витягувати вироблений ними вуглекислий газ. Пристрій постійно відстежує умови всередині реактора, включаючи концентрацію кисню, температуру, кислотність і щільність клітин. Коли необхідно виробити білок іншого типу, рідину зливають через фільтр і додають речовину, яка стимулює вироблення нового протеїну.
Раніше наукові колективи вже робили спроби створити подібний пристрій, проте їм не вдавалося зливати рідину, не втрачаючи при цьому дріжджову культуру. "Ви хочете зберегти клітини, тому що вони служать фабрикою. Але в той же час ви хочете швидко змінювати хімічне середовище, щоб запустити виробництво іншого білка, - пояснює Раджів Рам (Rajeev Ram), один з авторів дослідження. Тепер вчені працюють над технологією виробництва комбінацій препаратів. Пристрій у машині швидкої допомоги.
Pichia pastoris - вид метилотрофних дріжджів, кілька десятиліть широко використовується для фундаментальних і прикладних досліджень. Деякі продуковані в P. pastoris біофармацевтичні препарати, наприклад, людський альбумін і ряд вакцин, вже виведені на ринок.