新しいビーズ技術により商用化が可能

mRNA および FPLC 用に特別に設計されたアフィニティー クロマトグラフィー ビーズは、有毒化学物質を除去し、数十グラムを精製し、主要なボトルネックを解消します。

mRNA ベースの治療薬を臨床試験や商業流通に十分な量で生産するには、重要なボトルネックである mRNA 精製を取り除く必要があります。 既存の方法では通常、必要な数十グラムや数十キログラムの mRNA ではなく、わずか数グラムの mRNA が精製されます。 mRNA 精製を向上させるために、Thermo Fisher は POROS Oligo (dT)25 アフィニティー樹脂を開発しました。 他の精製アプローチとは異なり、ビーズベースの樹脂を使用したクロマトグラフィーには優れた拡張性があります。 特に、この樹脂は、単純な塩と水の精製ステップを使用して、ポリアデニル化テールを介して mRNA を選択的に捕捉します。 [アルトゥール・プラウゴ/ゲッティイメージズ]

mRNA ベースの治療法は、SARS-CoV-2 ウイルスに対するワクチンの形で国民の意識の最前線に躍り出ました。 その成功を受けて、現在では、癌、嚢胞性線維症、感染症、遺伝子置換や遺伝子編集に基づく遺伝子治療や幹細胞治療など、増え続ける適応症や応用向けに mRNA 治療薬が開発されています。

ただし、これらの治療法をスケールアップして、臨床試験や商業化に十分な量を生産するには、精製のボトルネックを解決する必要があります。

「従来、mRNA の精製には、逆相高速液体クロマトグラフィー (HPLC)、沈殿、場合によってはセルロースベースのクロマトグラフィーなどの小規模なツールや製品が使用されてきました」とフィールド アプリケーション サイエンティストの Sirat Sikka 氏は言います。 Thermo Fisher Scientific (サーモフィッシャー) にて。 これらの方法は、数グラムの mRNA を精製するために使用でき、ベンチワークや一部のアプリケーションには十分です。 しかし、臨床試験や商業化のためのスケールアップには、数十グラム、さらには数十キログラムの mRNA を精製する能力が必要です。

「サーモフィッシャーでは、mRNA の重要性を理解しており、パンデミックの前から、mRNA が広く使用されることを知っていました」とシッカ氏は思い返します。 それ以来、科学雑誌や業界誌は同様に、mRNA治療薬とワクチンを、医学の未来と製造の容易さ、そして他の方法では創薬不可能な経路を標的にする能力を変える可能性のある破壊的な進歩として引用してきました。 業界アナリストのリサーチ アンド マーケッツは、mRNA 治療薬の世界セグメントは 2021 年の 467 億ドルから 2026 年までに 1,013 億ドルに成長すると予測しています。これは年平均成長率 16.8% です。

mRNA 開発におけるこのような急速な成長に備えるため、サーモフィッシャーは、この技術が「一般用語」になるずっと前に、mRNA を分離および精製するための新しいアフィニティークロマトグラフィー樹脂の開発に着手しました。 チームは、回収率の向上、純度の向上、再現性の向上を可能にする樹脂の開発を目指しました。

得られた製品である POROS™ オリゴ (dT)25 アフィニティー樹脂は、ポリ A テール (すべての mRNA 分子のスリープライム末端にあるアデニン ヌクレオチドの鎖)。

課題の 1 つは mRNA のサイズです。 これは大きな分子（サイズは 20 ～ 50 nm 以上で、構造の長さや溶液の組成によって異なります）であるため、クロマトグラフィー媒体を通した拡散に制限があり、したがって物質移動が妨げられる可能性があるとシッカ氏は説明します。 POROS™ ビーズには大きな貫通孔があるため、樹脂と mRNA 分子間の相互作用に利用できる表面積が増加し、より高い容量が得られます。 また、細孔が大きいため物質移動抵抗が減少し、プロセスの効率と生産性の向上に役立ちます。

「POROS Oligo (dT)25 アフィニティー樹脂は、HPLC システムでよく使用される有機溶媒を扱う必要性を最小限に抑えます」と Sikka 氏は続けます。 「有機溶剤の大量使用が製造上問題となります。」 彼女は、溶剤の廃棄に関する安全上の懸念と、それに対処するための設備の改修の必要性を挙げています。