Sumber:
Produksi bioteknologi asam hialuronat: review mini oleh Jun Hui Sze, Jeremy C. Brownlie, dan Christopher A. Love
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4754297/
Asam hialuronat (HA) adalah polisakarida yang ditemukan dalam matriks ekstraseluler epitel vertebrata, jaringan saraf dan jaringan ikat. Karena retensi kelembaban yang tinggi, biokompatibilitas dan sifat viskoelastisitas dari polimer ini, HA telah menjadi komponen penting dari produk farmasi, biomedis dan kosmetik utama dengan nilai komersial tinggi di seluruh dunia. Sebagai contoh, HA dengan berat molekul tinggi (lebih dari 10 kDa) diinginkan untuk produk yang digunakan dalam oftalmologi, ortopedi, kosmetik dan teknik jaringan (Allison dan Grande-Allen 2006 ; Fagien dan Cassuto 2012 ; Kogan et al. 2007 ) sedangkan HA dengan berat molekul rendah (sekitar 5 kDa dan di bawah) berguna untuk memproduksi zat yang mempromosikan angiogenesis, menghambat perkembangan tumor atau menginduksi ekspresi mediator pro-inflamasi (Jagannath dan Ramachandran 2010 ; Tammi et al. 2008 ).
Saat ini ada dua proses produksi yang digunakan untuk memperoleh polimer HA dalam jumlah komersial: ekstraksi dari jaringan hewan, atau lebih baru-baru ini melalui penerapan sistem ekspresi bakteri di Streptococcus
Ekstraksi dari jaringan hewan
Sejak awal 1930-an ketika HA pertama kali diisolasi dari humor vitreous sapi (Meyer dan Palmer 1934 ), ekstraksi HA telah banyak dilakukan dengan menggunakan jaringan hewan lain termasuk tali pusat manusia, sisir ayam jantan, dan cairan sinovial sapi. HA yang berasal dari jaringan hewan memiliki berat molekul alami yang tinggi
Kekurangan HA yang berasal dari hewan
Pertama, proses ekstraksi selalu mengalami keterbatasan teknis karena kondisi ekstraksi yang keras yang disertai dengan penggilingan, pengolahan asam, dan ekstraksi berulang dengan pelarut organik. Teknik degradasi yang tidak terkendali ini sangat memengaruhi tidak hanya hasil tetapi juga polydispersity (kisaran ukuran) HA (Boeriu et al. 2013 ). Masalah kedua adalah bahwa HA hewan mungkin masih terikat pada protein seluler termasuk hyaluronidase, protein pengikat spesifik HA (Fraser et al. 1997 ). Protein kontaminan ini tidak diinginkan karena mungkin ada kemungkinan bahwa ini akan melancarkan respon imun. Selain itu, ada risiko potensial kontaminasi dengan asam nukleat, prion (bovine) dan virus (unggas) yang dapat mengakibatkan penularan penyakit menular (Shiedlin et al. 2004 ). Akhirnya, mengekstraksi HA dari jaringan hewan mahal karena membutuhkan waktu yang lama untuk menyelesaikannya, padat karya dan membutuhkan fasilitas besar yang dapat mengakomodasi proses yang terlibat dari pengumpulan jaringan dari hewan untuk ekstraksi dan pemurnian HA. Sebagai konsekuensi dari masalah teknis dan keselamatan ini, produksi HA bioteknologi dipandang sebagai metode yang disukai untuk memproduksi HA.
Sistem ekspresi bakteri dalam Streptococci
Operasi synth HA synthase） operon pertama kali ditemukan pada awal 1990-an ketika gen yang mengkode enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis HA, dilambangkan sebagai HA synthase atau HAS, diidentifikasi dari Grup A Streptococcus (S. pyogenes) (DeAngelis et al. 1993 ). Gen ini adalah bagian dari operon yang mengandung gen hasA yang mengkode HA sintase, gen hasB yang mengkode UDP-glukosa dehidrogenase, dan gen hasC yang mengkode UDP-glukosa pirofosforilase (Crater et al. 1995 ; Dougherty dan van de Rijn 1993 ). Memiliki operon dalam streptokokus lain, seperti S. zooepidemicus, mengandung dua gen tambahan, hasD dan hasE yang masing-masing mengkode enzim bi-fungsional (asetiltransferase dan pirofosforilase) dan fosfoglukoisomerase, yang memungkinkan HA disintesis oleh jalur metabolisme tambahan. Penambahan dua gen ini pada hasoperon dianggap telah difasilitasi oleh duplikasi gen intragenomik bersama dengan rekombinasi homolog yang sering (Blank et al. 2008 ).
Dan sekarang merupakan metode produksi utama HA, yang memiliki keunggulan berbiaya rendah, hasil tinggi, dan bebas dari hewan.
Medical Sodium Hyaluronate Gel yang diproduksi oleh Singclean adalah bahan polimer medis bebas hewan yang diekstraksi dan disempurnakan oleh bio-engineering teknologi tinggi dari metabolit fermentasi streptokokus dengan viskoelastisitas tinggi, pelumas, perubahan fisik, dan biokompatibilitas yang baik.
Pasar HA di industri kesehatan
Fungsi esensial HA di mata manusia, cairan sendi sinovial dan lapisan epidermis, telah menyebabkan minat yang cukup besar dalam mengembangkan metode baru untuk mensintesis dan menghasilkan HA dengan sukses. Laporan analisis pasar baru-baru ini memperkirakan bahwa sebagai akibat dari populasi yang menua dan peningkatan osteoartritis, pasar global untuk suplementasi HA visco pada manusia saja diperkirakan lebih dari $ 2,5 miliar pada tahun 2017 (MRG.Net 2013 ).