Выбор питательной среды для культивирования клеток CHO

Клеточные линии CHO могут быть очень разными, и даже внутри одного подтипа имеются генетические различия. Поэтому для каждой линии клеток нужно подбирать свои условия культивирования. В данной заметке раскрывается вопрос происхождения клеточных линий CHO, а также рассматривается задача тестирования разных сред с целью оптимизации процесса производства.

Почему клетки CHO так широко применяются в биофармацевтическом производстве?

Клетки яичника китайского хомячка (CHO) — это линия эпителиальных клеток, которая была получена из яичника китайского хомячка в 1960-х годах. Эти клетки широко используются в научных исследованиях и в биофармацевтической промышленности. Фактически, около 70% всех биотерапевтических препаратов, содержащих белки, производятся с использованием клеток CHO.

Клетки CHO обладают рядом характеристик, которые делают их идеальными для производства рекомбинантных белков:

• легко культивируются и могут достигать высокой плотности.
• обеспечивают высокий выход белковых продуктов.
• могут катализировать посттрансляционные модификации, аналогичные человеческим.
• хорошо зарекомендовали себя в использовании, имеют большую практическую базу применимости и эффективности.
• адаптированы как к адгезивной, так и к суспензионной культуре, что позволяет увеличить масштабы и возможности производства.
• могут выращиваться в бессывороточных, химически определённых средах.

Комплексный анализ процесса показывает прямую зависимость между ваше клеточной линией CHO, эффективностью питательной среды для клеток CHO и качеством финального продукта.

В настоящее время существует множество клеточных линий, которые были получены из оригинальных клеток CHO. Среди них можно выделить такие линии, как CHO-K1, CHO-DXB11, CHO-DG44, CHO-S и CHO-GS. История этих линий длинна и порой запутана – каждая из ни имеет свои особенности, требования к условиям выращивания и чувствительность к окружающей среде. Поэтому выбор среды может существенно повлиять на их продуктивность.

Линия клеток CHO-K1 представляет собой субклонированную культуру, полученную из клональной популяции родительских клеток CHO в конце 1960-х годов. В клетках CHO-K1 отсутствует ген, отвечающий за биосинтез пролина, поэтому в среду необходимо добавлять этот компонент.

Для создания производственных клеточных линий требуется надёжная система отбора. В 1980 году клетки CHO-K1 были подвергнуты случайному химическому мутагенезу, в результате чего произошли мутации в обеих копиях гена дигидрофолат-редуктазы (Dhfr). Это привело к созданию новой клеточной линии CHO-DXB11, также известной как CHO-DUKX.

Белок DHFR, кодируемый геном Dhfr, преобразует дигидрофолат в тетрагидрофолат, который необходим для синтеза нуклеиновых кислот и аминокислот. Поскольку этот ген играет важную роль, для жизнеспособности клеток CHO-DXB11 требуется экзогенная копия гена Dhfr. Этот функциональный ген можно удобно трансфецировать вместе с интересующим геном. Клетки, которые успешно переносят плазмиду с геном Dhfr и интересующим геном, восстанавливают активность DHFR и могут продолжать расти. Это представляет собой простой метод отбора успешно трансфицированных клеток.

Линия CHO-S была получена из родственной популяции клеток CHO-K1 и адаптирована для суспензионного роста в 1971 году. Эксперты утверждают, что клетки CHO-S могут расти в суспензионной культуре без сыворотки при высокой плотности. Однако они быстро расходуют доступные питательные вещества. Плотность клеток может снизиться и для решения этой проблемы необходимо регулярно получать свежую среду.

Клетки CHO-GS (CHO-K1SV) основаны на другой системе селекции – системе экспрессии глутамин-синтазы (GS). Производная от клеток CHO-K1, линия CHO-GS адаптирована к суспензии и может выращиваться без использования сыворотки.

Существует значительная генетическая гетерогенность среди различных линий клеток CHO, что создает специфические различия в поведении клеток, потребностях в питательных веществах, благоприятных условиях культивирования, возможностях производства белков и качестве продукции. Например, исследования показали, что клетки CHO-K1 предпочитают клеточно-специфическую продуктивность, в то время как CHO-S хороши при производстве биомассы, но имеют более низкую экспрессию белка, сравнимую с клетками CHO-DG44. Эти различия наблюдаются не только между клеточными линиями, но и внутри клеточных популяций одного и того же варианта.

Еще больше усложняет ситуацию то, что среда для культивирования клеток также существенно влияет на производительность клеток и качество продукта. В то же время это дает возможность оптимизировать работу и стабильной вашей конкретной линии клеток CHO. Для того чтобы найти действительно совместимую среду для вашей уникальной клеточной линии, необходимо провести сравнительный анализ сред. После выбора совместимой среды тестирование различных стратегий питания может еще больше улучшить рост и производительность клеток.

Хотя все клетки CHO происходят от одного предка, их история сложна и запутана, поэтому сейчас они представляют собой генетически разнообразные популяции, каждая из которых имеет свои требования к условиям культивирования. Универсальный подход может дать удовлетворительные результаты, но индивидуализации стратегии и выбора среды может значительно повысить производительность клеток.

Скрининг нескольких типов сред — это лучший способ обеспечить максимальный выход, стабильность, воспроизводимость и качество продукции. Хотя скрининг может занять много времени, его результаты могут быть весьма значительными: выход продукта может быть повышен на 30%. Полностью химически определённые среды для CHO JsBio от компании Alianbio – оптимальное решение для вашего процесса. Для запроса тестовых образцов обращайтесь в отдел продаж.