Production of vaccine antigen for meningococcus B with Bacillus subtilis -recombinant; studying the robustness of the production

Abstract

Neisseria meningitidis eli meningokokki aiheuttaa meningokokki-infektiota, johon sairastuu maailmalla noin puoli miljoonaa ihmistä vuosittain. Meningokokkibakteerit on jaettu seroryhmiin, joista viisi aiheuttaa tautia. Näistä neljää vastaan on olemassa rokote, mutta seroryhmää B vastaan ei ole vielä onnistuttu kehittämään kattavasti toimivaa rokotetta. Bakteerin kapselin polysakkaridi toimii rokotteena muita seroryhmiä vastaan, mutta seroryhmän B polysakkaridi ei ole ihmisellä immunogeeninen.

Kirjallisuusosassa on tarkasteltu erilaisia vaihtoehtoja meningokokki B rokotteeksi. Useimmat seroryhmää B vastaan toimivaan rokotteeseen tähdänneet tutkimukset ovat keskittyneet solun ulkokalvon proteiineihin. Ulkokalvossa on useita immunogeenisiä proteiineja, jotka voisivat toimia rokotteena. Ongelmana on kuitenkin solun pinnan antigeenien voimakas vaihtelevuus. Tämä johtaa siihen, että rokote toimii vain tiettyä seroryhmän B kantaa vastaan. Eräs paljon tutkittu ulkokalvon proteiini on PorA. Aiemmissa tutkimuksissa Bacillus subtilis -bakteerin on todettu olevan sopiva isäntä PorA:n tuottamiseen rekombinanttiproteiinina. Tällöin proteiini muodostaa solun sisälle denaturoituneita inkluusioita. Nämä inkluusiot voidaan puhdistaa ja laskostaa takaisin natiivimuotoonsa käyttämällä tiettyjä denaturoivia aineita, kuten detergenttejä. Uudelleenlaskostettuna PorA: on todettu synnyttävän hiirimallissa bakterisidisia vasta-aineita.

Työssä tuotettiin Neisseria meningitidis seroryhmän B PorA-proteiinia B. subtilis -bakteerissa. Työssä tehtiin 17 panoskasvatusta ja niillä tutkittiin lämpötilan, pH:n ja liuenneen hapen määrän vaikutusta PorA-pitoisuuteen, spesifiseen tuottavuuteen sekä solujen käsiteltävyyteen. Tulosten avulla pyrittiin arvioimaan kriittisten prosessiparametrien pienten vaihteluiden vaikutusta PorA:n tuotantoon. Lisäksi määritettiin parametrien sallittu vaihteluväli ja optimaaliset olosuhteet PorA- proteiinin tuotannolle.

Sallittaviksi vaihteluväleiksi asetettiin lämpötilalle 35-40 °C, pH-arvolle 6,0-7,0 ja liuenneen hapen asetusarvolle 10-30 %. Optimaalisiksi kasvatusolosuhteiksi saatiin T = 39 °C, pH = 6,0 ja liuenneen hapen määrä = 30 %. Ennusteen mukaan PorA-pitoisuus näissä olosuhteissa olisi 82 mg/I, spesifinen tuottavuus olisi 4,4 mg/g/h ja solujen käsiteltävyys olisi melko helppo. Käytetyistä muuttujista pH:lla oli selvästi suurin vaikutus vasteisiin, lämpötilan ja liuenneen hapen määrän vaikutus oli melko pieni. Lievästi happamissa olosuhteissa puhdistettavuus oli selvästi emäksistä parempi, ja samalla tuotetun PorA:n määrä nousi.