Masz problemy z hodowlami komórkowymi?

REBEL może Ci pomóc

System

System REBEL służy optymalizacji hodowli, sprawdzeniu składu mediów hodowlanych, które różnią się między dostawcami, a nawet seriami tego samego producenta, co wpływa na jakość produkcji i funkcjonowanie komórek. Skąd pomysł, aby sprawdzać jak odżywiają się komórki, jaki ma to wpływ na produkcję i czy na pewno producenci mediów dostarczają, to co deklarują?

Publikacje naukowe wskazują, że

  • Pomiar aminokwasów we wsadach doprowadził do znacznej poprawy miana produkowanych przeciwciał - mAb (Xu et al., 2020)
  • Zmiana kilku aminokwasów w oparciu o pomiary doprowadziła do 16% poprawy wydajności miana produkowanych przeciwciał -mAb (Morris et al., 2020)
  • Znajomość metabolizmu limfocytów T poprawiła wyniki produkcji (Ghassemi et al., 2020)
  • Zastosowanie zoptymalizowanej pożywki pozwoliło zwiększyć wzrost limfocytów T przy braku ludzkiej surowicy, co może zmniejszyć liczbę osób, które nie są w stanie otrzymać tej terapii z powodu słabego wzrostu limfocytów T ex vivo. Uzyskane wyniki przewidują, że więcej z tych osób miałoby trwałe odpowiedzi przeciwnowotworowe (Medvec et al., 2020)
  • Uzupełniając kluczowe aminokwasy podczas produkcji rekombinowanego białka, można uniknąć stresu związanego z głodem aminokwasowym i zwiększyć wydajność procesu produkcji (Kumar et al., 2020)
  • Dane wskazują, że szybszy wzrost komórek, wyższa produkcja IVC (integral of viable cell) i IgG oraz bardziej pożądane struktury/wzorce glikanów można uzyskać w wyniku bardziej zrównoważonego stężenia aminokwasów w hodowli i wyższego tempa zużycia glukozy (Fun et al., 2015)
  • Podniesienie poziomu L-Argininy wywołało całkowite zmiany metaboliczne, w tym przejście od glikolizy do fosforylacji oksydacyjnej w aktywowanych limfocytach komórek pamięci, obdarzonych wyższą zdolnością do przeżycia, a w modelu mysim aktywnością przeciwnowotworową (Geiger et al., 2016)
  • Pożywki, które zostały zoptymalizowane poprzez zwiększenie ilości aminokwasów okazały się być skorelowane z tworzeniem się dodatnio skorelowanych metabolitów lub zapobieganiem tworzeniu się ujemnie skorelowanych metabolitów. Proces ten może prowadzić do znacznego wzrostu miana po kilku cyklach eksperymentalnych w bioreaktorach (Morris et al., 2020)
  • Warianty sekwencji białkowej wpływają na jakość produktu, a ich obecność może być pogorszona przez stres komórkowy, nadekspresję i niedobór składników odżywczych (Wong et al, 2018)
  • Dokładna ocena rozpuszczonego tlenu, pH, amoniaku i argininy w trakcie hodowli może posłużyć do wskazania zanieczyszczenia mykoplazmą w hodowlach komórek typu CHO w bioreaktorze jeszcze przed zastosowaniem tradycyjnych metod (Fratz-Berilla et al., 2019)
  • Biorąc pod uwagę fakt, że niezbędne aminokwasy mogą niezależnie kontrolować końcowy skład biomasy/hodowli, to możliwe jest, że te aminokwasy mogą być czynnikami determinującymi tempo wzrostu komórek (Chen et al., 2019)

Kontrolowanie poziomu aminokwasów, witamin oraz amin daje możliwość wzrostu wydajności produkcji, kontroli cyklu komórkowego, kontroli zakażeń mykoplazmami, określenia kluczowych i determinujących proces składników, a także tak pokierowania procesem, aby uzyskać właściwe wzorce glikanów.

Czy istnieją różnice w dostarczanych teoretycznie tych samych mediach przez różnych producentów?

Przyjrzyjmy się poniższym grafikom, przedstawiającym różnice w składach, popularnego medium hodowlanego jakim jest DMEM/F12 (rys.1) i porównaniu gotowego, płynnego medium 199 do przygotowanych z proszku od różnych dostawców (rys.2):

Wykres
 

Z pierwszej grafiki wynika, że u części dostawców np. kwas glutaminowy był nieobecny lub poniżej limitu detekcji, a różnice są nawet na poziomie 2,5x. Wobec czego należałoby sprawdzić dostarczone media przed rozpoczęciem jakiejkolwiek hodowli.

Wykres
 

Drugi przykład pokazuje, że różnice mogą sięgać 10-20% między dostawcami i znacząco odbiegać od przyjętych specyfikacji i deklaracji producentów, niby tych samych mediów. Ponadto stosowanie mediów proszku, które są bardziej opłacalne także w transporcie, czy przechowywaniu, niesie ze sobą ryzyko, że zostaną one przygotowane w nieustandaryzowany sposób, przez różne osoby, co wskazywałoby na konieczność wykonania kontroli składu takiego medium.

 

REBEL w liczbach

czyli zbiór ciekawostek
<10min

czas analizy

Analiza jednego dołka zajmuje mniej niż 10 minut
10µL

objętość próbki

Do przeprowadzenia badania wystarczy mała ilość próbki
>30

liczba analitów

REBEL pozwala na badanie ponad trzydziestu równych analitów (aminokwasy i witaminy)
96

format próbek

możliwość korzystania z płytek 96-dołkowych lub z fiolek chromatograficznych
 

Chcesz poznać więcej szczegółów?

Pobierz broszurę (EN)
 

Źródła:

  1. Xu, J., Rehmann, M.S., Xu, M. et al. Development of an intensi ied fed-batch production platform with doubled titers using N-1 perfusion seed for cell culture manufacturing. Bioresour. Bioprocess. 7, 17 (2020). https://doi.org/10.1186/s40643-020-00304-y
  2. Morris, C., Polanco, A., Yongky, A. et al. Bigdata analytics identi ies metabolic inhibitors and promoters for productivity improvement and optimization of monoclonal antibody (mAb) production process. Bioresour. Bioprocess. 7, 31 (2020). https:// doi.org/10.1186/s40643-020-00318-6
  3. Saba Ghassemi, Francisco J. Martinez-Becerra, Alyssa M. Master, Sarah A. Richman, David Heo, John Leferovich, Yitao Tu, Juan Carlos García-Cañaveras, Asma Ayari, Yinan Lu, Ai Wang, Joshua Rabinowitz, Michael C. Milone, Carl H. June, Roddy S. O’Connor, Enhancing Chimeric Antigen Receptor T Cell Anti-tumor Function through Advanced Media Design, Molecular Therapy -Methods & Clinical Development, Volume 18, 2020, Pages 595-606, ISSN 2329-0501. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2020.07.008
  4. Andrew R. Medvec, Christopher Ecker, Hong Kong, Emily A. Winters, Joshua Glover, Angel Varela-Rohena, James L. Riley, Improved Expansion and In Vivo Function of Patient T Cells by a Serum-free Medium, Molecular Therapy - Methods & Clinical Development, Volume 8, 65 - 74 https://doi.org/10.1016/j.omtm.2017.11.001
  5. Kumar, J, Chauhan, AS, Shah, RL, Gupta, JA, Rathore, AS. Amino acid supplementation for enhancing recombinant protein production in E. coli. Biotechnology and Bioengineering. 2020; 117: 2420– 2433. https://doi.org/10.1002/bit.27371
  6. Fan, Y., Jimenez Del Val, I., Müller, C., Wagtberg Sen, J., Rasmussen, S.K., Kontoravdi, C., Weilguny, D. and Andersen, M.R.(2015), Amino acid and glucose metabolism in fed-batch CHO cell culture affects antibody production and glycosylation. Biotechnol. Bioeng., 112: 521-535. https://doi.org/10.1002/bit.25450
  7. Roger Geiger, Jan C. Rieckmann, Tobias Wolf, Camilla Basso, Yuehan Feng, Tobias Fuhrer, Maria Kogadeeva, Paola Picotti, Felix Meissner, Matthias Mann, Nicola Zamboni, Federica allusto, Antonio Lanzavecchia (2016), L-Arginine Modulates T Cell Metabolism and Enhances Survival and Anti-tumor Activity, Cell, Volume 167, Issue 3, 829 - 842.e13, https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.09.031
  8. Morris, C., Polanco, A., Yongky, A. et al. Bigdata analytics identi ies metabolic inhibitors and promoters for productivity improvement and optimization of monoclonal antibody (mAb) production process. Bioresour. Bioprocess. 7, 31 (2020). https:// doi.org/10.1186/s40643-020-00318-6
  9. H. Edward Wong, Chung-Jr Huang, Zhongqi Zhang, Amino acid misincorporation in recombinant proteins, Biotechnology Advances, Volume 36, Issue 1, 2018, Pages 168-181, ISSN 0734-9750, https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.10.006
  10. Fratz-Berilla, EJ, Faison, T, Kohnhorst, CL, et al. Impacts of intentional mycoplasma contamination on CHO cell bioreactor cultures. Biotechnology and Bioengineering. 2019; 116: 3242–3252. https://doi.org/10.1002/bit.27161
  11. Chen, Y., McConnell, B.O., Gayatri Dhara, V. et al. An unconventional uptake rate objective function approach enhances applicability of genome-scale models for mammalian cells. npj Syst Biol Appl 5, 25 (2019). https://doi.org/10.1038/s41540-019-0103-6

Powiązane wpisy: