Izolacja przeciwciał i rekombinowanych białek wyrażających fragmenty immunoglobuliny G (IgG) Fc z supernatantów hodowli komórkowych i rozcieńczonych roztworów komórek lizowanych może być przeprowadzona za pomocą chromatografii powinowactwa białka A. W laboratoriach i przemyśle nauk podstawowych i inżynieryjnych kolumny wypełnione porowatym białkiem A, agarozą, szkłem lub kulkami polimerowymi są najczęściej używane do chromatografii powinowactwa, pomimo wysokich kosztów finansowych i długiego czasu przetwarzania1-3. Powszechnie uznaje się, że chromatografia powinowactwa stanowi największy wydatek i wąskie gardło w przetwarzaniu zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i przemysłowych2,4. W rezultacie opracowano liczne ulepszenia w celu obniżenia kosztów i czasu przetwarzania bez poświęcania ogólnego odzysku produktu z ciągu procesowego1,2,5-7. Szczególnie obiecująca w izolacji przeciwciał i innych białek wykazujących ekspresję Fc jest chromatografia powinowactwa z wykorzystaniem adsorbera błonowego białka A2,5,7-10. Podczas gdy wychwyt Fc w chromatografii kolumnowej jest ograniczony dyfuzją (tj. białko wykazujące ekspresję Fc musi dyfundować do i przez wewnętrzne pory, aby dotrzeć do większości białka A) przy dużym spadku ciśnienia w kolumnie, transport masy w adsorberach membranowych jest napędzany przez konwekcję masową, co skutkuje uniknięciem ograniczeń dyfuzji8,9,11,12. Ponadto spadek ciśnienia w adsorberze membranowym jest niski, co pozwala na szybsze natężenie przepływu perfuzji w porównaniu z kolumnamiwypełnionymi kulkami 8,9,11,12. W związku z tym, w przypadku izolacji na skalę laboratoryjną, przewiduje się, że chromatografia membranowa skróci czas izolacji o kilka godzin i zwiększy wychwytywanie produktu w porównaniu z chromatografią kolumnową. Ponadto zaproponowano modele matematyczne adsorpcji IgG w adsorberach membranowych8,9,11,12, umożliwiając w ten sposób użytkownikom końcowym przewidywanie wydajności w laboratorium.
Kolejnym wąskim gardłem w podstawowych laboratoriach naukowych i inżynieryjnych jest charakterystyka białka wykazującego ekspresję Fc. Jednak wybór odpowiednich metod do przeprowadzenia testów charakteryzacyjnych, takich jak Western Blot, może znacznie skrócić czas poświęcony na testowanie produktu. Na przykład półsuchy transfer w nieciągłym systemie buforowym może osiągnąć elektroforetyczny transfer białek z żelu SDS-PAGE do membrany z polifluorydu winylu (PVDF) w ciągu kilku minut, w przeciwieństwie do 1-2 godzin w zbiorniku (na mokro) w ciągłym systemie buforowym13.
Szybki, tani i skuteczny protokół do izolacji i charakteryzacji chimerycznego białka fuzyjnego wyrażającego fragment Fc ludzkiej IgG jest opisany tutaj. Większość sprzętu jest łatwo dostępna w standardowych laboratoriach podstawowych nauk biomedycznych, biologii, chemii i inżynierii (bio)chemicznej, a wszystkie odczynniki są dostępne na rynku. Chociaż reprezentatywne wyniki uzyskano na podstawie izolacji i charakterystyki mysiego chimerycznego białka fuzyjnego galektyny-1 / ludzkiego Fc (Gal-1hFc), uproszczony protokół można zastosować do izolacji innych cząsteczek, które posiadają fragment Fc. takie jak przeciwciała, same fragmenty Fc lub inne białka fuzyjne Fc. Nasze ulepszenia radykalnie skróciły czas przetwarzania (zaledwie 4 godziny, ale zazwyczaj ~9 godzin, w porównaniu do 20+ godzin pracy), jednocześnie osiągając podobny lub lepszy odzysk produktu w porównaniu ze standardowymi metodami.