蛋白质DNase1是历史上最古老的生物制剂之一：自1958年上市以来，它被用于治疗囊性纤维化等疾病。然而，在永生化的仓鼠细胞中生产它需要相当大的努力，这个过程也相当昂贵。用需求不高的酵母细胞生产它将更具成本效益。
这款用于治疗囊性纤维化等疾病的人类蛋白质目前只能在哺乳动物细胞中以相当大的努力和费用生产。
蛋白质DNase1是历史上最古老的生物制剂之一：自1958年上市以来，它被用于治疗囊性纤维化等疾病。然而，在永生化的仓鼠细胞中生产它需要相当大的努力，这个过程也相当昂贵。用需求不高的酵母细胞生产它将更具成本效益。鲁尔大学博胡姆解剖学与分子胚胎学系的马克斯·纳皮雷博士领导的一个团队，在比阿特·布兰德-萨贝里教授的指导下，首次实现了这一目标。研究者表示：“这是多年工作的结果，可能为在酵母中生产人类DNase1作为生物制剂奠定基础。”这项研究于2025年4月29日发布在《PLOS ONE》期刊上。
流行辅助剂
酵母菌Pichia pastoris是制造治疗性有效生物制剂的热门辅助剂。所需蛋白质的遗传信息通过人工实验室合成的DNA分子，通过电脉冲植入酵母细胞中。酵母细胞随后稳定地将该分子整合到其基因组中，读取它，并释放编码的蛋白质。纳皮雷解释道：“酵母细胞相较于哺乳动物细胞的优势在于培养条件成本低、复制速度快，无需对细胞进行永生化，而且对病原体的敏感性较低。”
在他的博士论文中，雅恩-奥勒·克里施克在纳皮雷和汉斯·乔治·曼赫兹教授的指导下，能够在Pichia pastoris中表达人类DNase1，首次对其进行纯化和表征。研究人员惊讶地发现，酵母产生的人类DNase1显著少于用作参考的鼠DNase1，尽管这两种蛋白质的一级结构相似度为82%。纳皮雷表示：“这部分是由于这两种蛋白质的特定折叠行为。”在生化和功能特性方面，鼠DNase1在某种程度上作为目前正在开发的人类DNase1药理适应亚型的模型。
有利可图的工具
DNase1是一种存在于生物分泌物和液体中的蛋白质。它的作用是降解细胞外DNA，供身体处理或循环利用。身体可以在不同位置释放自身细胞和微生物的DNA，这在某些情况下会引发疾病症状，例如在囊性纤维化中出现的症状。这种疾病导致的支气管粘液粘稠，也含有DNA。人类酶DNase1自1993年以来已从仓鼠卵巢上皮细胞中生产并上市。吸入的DNase1可以液化DNA含量高的、因此粘稠的支气管粘液，从而易于咳出。
DNase1也可能在其他病理过程中发挥作用。这种内切核酸酶是去除中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的重要因素，NETs主要用于固定细菌病原体。发生脓毒症或严重感染SARS-CoV-2时，NET和含有高水平NET成分的微血栓的形成会病理性增加。纳皮雷解释说：“使用DNase1更好地溶解这些含有DNA的微血栓可能会有用。”另一个例子是在缺血性中风情况下，使用DNase1溶解脑动脉的血栓，临床研究目前正在探讨这一点。
