В устройстве, созданном командой под руководством Андреа Тимм и Скотта Реттерера из отдела биологических наук лаборатории, используются микропроцессорные биореакторы для облегчения производства терапевтических белков для лекарственных и биофармацевтических препаратов по запросу. Создание этих миниатюрных фабрик без ячеек, что исключает необходимость обслуживания живой системы, упрощает процесс и снижает стоимость.«Благодаря такому подходу мы можем производить больше белка быстрее, что делает нашу технологию идеальной для использования в местах оказания медицинской помощи», — сказал Реттерер. «Тот факт, что он бесклеточный, снижает инфраструктуру, необходимую для производства белка, и открывает возможность создания белков, когда и где они вам нужны, минуя проблему сохранения белков в холодном состоянии во время транспортировки и хранения».Биореактор ORNL отличается элегантностью за счет проницаемой нанопористой мембраны и змеевидной конструкции, созданной с использованием комбинации электронного луча и фотолитографии, а также передовых процессов осаждения материалов.
Такая конструкция позволяет проводить длительные бесклеточные реакции для эффективного производства белков, что делает ее легко адаптируемой для использования в изолированных местах и в местах бедствий.С функциональной точки зрения в конструкции используются длинные змеевидные каналы, интегрированные таким образом, чтобы обеспечить обмен материалами между параллельными каналами реактора и питателя. С помощью этого подхода команда может контролировать обмен метаболитов, энергии и веществ, которые подавляют выработку желаемого белка. Благодаря другим конструктивным особенностям исследователи увеличивают время реакции и повышают урожайность.
«Мы показываем, что конструкция микромасштабного биореактора обеспечивает более высокий выход белка, чем стандартные периодические форматы на основе пробирки, и что выход продукта может быть значительно улучшен за счет облегчения обмена небольшими молекулами с двухканальным биореактором», — написали авторы в своей статье, опубликованной в журнал Small.Исследователи также отмечают, что биологический синтез по требованию поможет в производстве лекарств, которые являются дорогостоящими для массового производства, в том числе орфанных лекарств и персонализированных лекарств.