ШТАМИ-ПРОДУЦЕНТИ ГІАЛУРОНОВОЇ КИСЛОТИ, ШЛЯХИ ЇХ УДОСКОНАЛЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПРОМИСЛОВОГО ВИКОРИСТАННЯ

Анотація

В умовах зростаючого попиту на гіалуронову кислоту (ГК) у фармації, ме­дицині та косметології, спричиненого її унікальними властивостями (гід­ратація, регенерація тканин, відновлення в’язкості суглобової рідини), актуальною є проблема її безпечного та масштабного виробництва. Тра­диційні джерела (тваринні тканини) та патогенні мікробні продуценти (Streptococcus zooepidemicus) мають суттєві обмеження щодо масштабо­ваності та ризику контамінації ендотоксинами. Це стимулює перехід до рекомбінантних штамів зі статусом GRAS. Мета дослідження полягала в аналізі сучасних продуцентів ГК, стратегій їх удосконалення та перспек­тив застосування для промислового мікробного синтезу.

Проведено огляд продуцентів, де особливу увагу приділено непатогенній бактерії Corynebacterium glutamicum — перспективній платформі для ге­терологічного синтезу ГК. За даними наукових статей з наукометричих баз даних (як Google Scholar та PubMed) виявлено значні результати систем­ної метаболічної інженерії, спрямованої на підвищення продуктивності C. glutamicum. Вони включають інтеграцію генів біосинтезу (hasA, hasB, hasC), покращення поглинання субстрату, оптимізацію енергетичного балансу та блокування конкуруючих шляхів, таких як утворення лактату. З’ясовано, що рекомбінантні штами здатні досягати високих титрів ГК у режимі культивування з підживленням (fed-batch), забезпечуючи при цьо­му керованість молекулярною масою. Дані з проаналізованих джерел дають змогу зробити висновок, що ГК, отримана мікробним синтезом, має значні перспективи застосування в медицині (ортопедія, офтальмологія, дерма­тологія) та косметології (антивіковий ефект, філери) через високий рівень чистоти, контрольованість молекулярної маси, відсутність вірусних та пріонних забруднень, економічні переваги (потенціал до збільшення обсягів виробництва та нижча собівартість, ніж при використанні тваринної си­ровини).

Перехід до використання GRAS-продуцентів, зокрема C. glutamicum, забез­печує високу чистоту, безпеку та масштабованість, необхідні для відпо­відності вимогам Належної виробничої практики (GMP). Метаболічна ін­женерія є ключовою стратегією, що дозволяє не лише збільшувати вихід продукту, а й забезпечити синтез ГК з потрібною молекулярною масою. Подальше вдосконалення штамів, використання альтернативних субстра­тів для культивування та автоматизація біопроцесів забезпечать стійке та економічно ефективне виробництво високоякісної ГК для задоволення потреб світового ринку.