با افزایش تقاضا برای واکسن‌ها و درمان‌های مبتنی بر mRNA، به‌ویژه پس از همه‌گیری کووید-۱۹، نیاز به توسعه فرایندهای تولیدی سریع، پایدار و مقیاس‌پذیر بیش از پیش احساس می‌شود. این مطالعه یک فرایند پیوسته و نوآورانه را برای تولید نانوذرات لیپیدی حاوی mRNA (mRNA-LNP) معرفی می‌کند که شامل سه بخش کلیدی است: فرمولاسیون پیوسته با استفاده از میکسر یک‌بارمصرف، پایش در لحظه اندازه و یکنواختی ذرات (PDI) به کمک روش (SR-DLS)، و خالص‌سازی تک‌مرحله‌ای با فیلتراسیون جریان مماسی (Single-Pass TFF). (شکل۱)
در این روش، نسبت به فرایندهای تولید سنتی، زمان بین مراحل کاهش یافته، کارایی بهبود یافته و کیفیت محصول نهایی افزایش یافته است. داده‌ها نشان می‌دهند که در این فرایند پیوسته، میزان mRNA محصورشده در نانوذرات (Encapsulation Efficiency) به بیش از ۹۵٪ رسیده، اندازه ذرات به‌طور متوسط حدود ۱۰۵ نانومتر با PDI پایین باقی مانده، و میزان اتانول باقی‌مانده نیز تا ۰٫۰۰۳٪ کاهش یافته است. همچنین مقدار ذرات بدون بار mRNA کمتر از ۱٪ بوده که از نظر ایمنی‌زایی حائز اهمیت است.(جدول ۱)
بررسی ساختاری نانوذرات با میکروسکوپ کرایو نشان داد که پس از فرآیند TFF، برخی ذرات دارای ساختارهایی به نام “bleb” روی سطح خود شده‌اند که به‌نظر می‌رسد نقش حفاظتی برای mRNA ایفا کرده و ممکن است باعث افزایش کارایی ترانسفکشن در کاربردهای درمانی شوند. این موضوع در مطالعات آتی بیشتر بررسی خواهد شد.(شکل ۲)
در تحلیل پایداری، مشخص شد که ذخیره‌سازی نانوذرات در دمای ۲۰- درجه سانتی‌گراد بدون نیاز به مواد محافظ، به مدت ۳۰ روز، موجب کاهش اندک در راندمان کپسوله‌سازی و غلظت mRNA شده و یکپارچگی mRNA حفظ شده است. در مقابل، نمونه‌های ذخیره‌شده در دمای ۸۰- درجه به‌دلیل پدیده کرمینگ (creaming) ناپایدار شدند.
در مجموع، این مطالعه نخستین گزارشی است که تلفیق فرایند پیوسته تولید mRNA-LNP، مانیتورینگ درلحظه و خالص‌سازی تک‌مرحله‌ای را به‌صورت یکپارچه ارائه می‌دهد. این نوآوری‌ها می‌توانند زمینه‌ساز تولید سریع، ایمن و مقرون‌به‌صرفه واکسن‌ها و داروهای مبتنی بر mRNA در مقیاس صنعتی باشند و محدودیت‌های فرآیندهای قدیمی تر را برطرف کنند.
عبارت کلیدی
فیلتراسیون تک مرحله‌ای جریان مماسی (Single-Pass Tangential Flow Filtration – SP-TFF): SP-TFF نسخه‌ای بهینه‌شده از TFF است که بدون نیاز به گردش مجدد نمونه، عملیات فیلتراسیون را تنها با یک‌بار عبور از غشا انجام می‌دهد. این روش برای فرآیندهای تولید پیوسته بسیار کارآمد است، چراکه زمان نگهداری مواد را کاهش داده، بازیابی بالا و کنترل دقیق‌تری بر پارامترهایی مثل فشار و دما فراهم می‌کند.
منبع
https://doi.org/10.1016/j.ejps.2025.107183
شکل۱
فرآیند تولید پیوسته واکسن و داروی های میتنی بر mRNA
جدول ۱
ویژگی های مهم mRNA-LNP قبل و بعد از فرایند فیلتراسیون به دو روش Batch و continues
شکل ۲
نحوه شکل گیری ساختار های bleb در فرایند TFF
