Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát triển thuận tiện quy trình tối ưu hóa môi trường nuôi cấy cho sản xuất kháng thể: áp dụng trong bình lắc và reactor sợi rỗng
Tóm tắt
Hầu hết các tế bào động vật có vú được nuôi cấy trong môi trường không huyết tương để đạt được những lợi ích như tính nhất quán của lô, tăng trưởng lơ lửng và quy trình tinh chế đơn giản. Sự phát triển thành công của môi trường không huyết tương có thể góp phần giảm thiểu sự thay đổi trong thí nghiệm, nâng cao năng suất tế bào và dễ dàng hơn trong sản xuất dược phẩm sinh học qua quy trình nuôi cấy tế bào. Các loại môi trường không huyết tương thương mại cũng đang trở nên ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, dòng tế bào lại tiết ra sản phẩm tái tổ hợp riêng và có yêu cầu dinh dưỡng đặc biệt. Làm thế nào có thể điều chỉnh thành phần của môi trường độc quyền để hỗ trợ sự chuyển hóa của tế bào cụ thể và protein tái tổ hợp? Bài báo này sử dụng các chiến lược thống kê để điều chỉnh môi trường thương mại. Thiết kế thí nghiệm được áp dụng để tối ưu hóa thành phần môi trường cho tế bào hybridoma trong điều kiện không huyết tương. Các chất bổ sung peptone, ferric citrate và nguyên tố vi lượng được chọn để nghiên cứu tác động của chúng đến sự phát triển của hybridoma và sản xuất kháng thể bằng cách sử dụng phương pháp bề mặt phản ứng. Hiệu ứng kích thích của công thức phát triển đối với sự phát triển của hybridoma được xác nhận thông qua phương pháp tăng dốc nhất. Môi trường tối ưu đã kích thích sự phát triển của hybridoma và sản xuất kháng thể trong ba hệ thống khác nhau: đĩa tĩnh, bình lắc khuấy, và reactor sợi rỗng. Các tế bào trong môi trường không huyết tương phát triển tốt hơn so với trong môi trường thương mại trong reactor sợi rỗng. Kết quả của chúng tôi cho thấy việc tối ưu hóa dễ dàng cho môi trường và sản xuất kháng thể đã được thực hiện thành công trong các tế bào hybridoma.
Từ khóa
#nuôi cấy tế bào #môi trường không huyết tương #hybridoma #sản xuất kháng thể #tối ưu hóa môi trường #phương pháp bề mặt phản ứngTài liệu tham khảo
Alcaín FJ, Löw H, Crane FL (1995) Iron at the cell surface controls both DNA synthesis and plasma membrane redox system. Protoplasma 184:233–237
Chabanon G, Alves da Costa L, Farges B, Harscoat C, Chenu S, Goergen JL, Marc A, Marc I, Chevalot I (2008) Influence of the rapeseed protein hydrolysis process on CHO cell growth. Biores Technol 99:7143–7151
Chua F, Oh SKW, Yap M, Teo WK (1994) Enhanced IgG production in eRDF media with and without serum, A comparative study. J Immunol Methods 167:109–119
Coombs MRP, Grant T, Greenshields AL, Arsenault DJ, Holbein BE, Hoskin DW (2015) Inhibitory effect of iron withdrawal by chelation on the growth of human and murine mammary carcinoma and fibrosarcoma cells. Exp Mol Pathol 99:262–270
Coronel J, Klausing S, Heinrich C, Noll T, Figueredo-Cardero A, Castilho LR (2016) Valeric acid supplementation combined to mild hypothermia increases productivity in CHO cell cultivations. Biochem Eng J 114:101–109
Corrêa AL, Senna JPM, de Sousa ÁPB (2016) Effects of passage number on growth and productivity of hybridoma secreting MRSA anti-PBP2a monoclonal antibodies. Cytotechnology 68:419–427
Davami F, Eghbalpour F, Nematollahi L, Barkhordari F, Mahboudi F (2015) Effects of peptone supplementation in different culture media on growth, metabolic pathway and productivity of CHO DG44 Cells; a new insight into amino acid profiles. Iran Biomed J 19:194–205
Dhanasekaran M, Indumathi S, Lissa RP, Harikrishnan R, Rajkumar JS, Sudarsanam D (2013) A comprehensive study on optimization of proliferation and differentiation potency of bone marrow derived mesenchymal stem cells under prolonged culture condition. Cytotechnology 65:187–197
Dong J, Mandenius CF, Lübberstedt M, Urbaniak T, Nüssler AKN, Knobeloch D, Gerlach JC, Zeilinger K (2008) Evaluation and optimization of hepatocyte culture media factors by design of experiments (DoE) methodology. Cytotechnology 57:251–261
Ferreira SL, Santos WND, Quintella CM, Neto BB, Bosque-Sendra JM (2004) Doehlert matrix: a chemometric tool for analytical chemistry—review. Talanta 63:1061–1067
García Münzer DG, Ivarsson M, Usaku C, Habicher T, Soos M, Morbidelli M, Pistikopoulos EN, Mantalaris A (2015) An unstructured model of metabolic and temperature dependent cell cycle arrest in hybridoma batch and fed-batch cultures. Biochem Eng J 93:260–273
Knöspel F, Schindler RK, Lübberstedt M, Petzolt S, Gerlach JC, Zeilinger K (2010) Optimization of a serum-free culture medium for mouse embryonic stem cells using design of experiments (DoE) methodology. Cytotechnology 62:557–571
Kovár J (1988) Hybridoma cultivation in defined serum-free media: growth-supporting substances. V. Trace elements. Folia Biol 34:35–41
Lee J, Tscheliessnig A, Chen A, Lee YY, Adduci G, Choo A, Jungbauer A (2009) Adaptation of hybridomas to protein-free media results in a simplified two-step immunoglobulin M purification process. J Chromatogr A 1216:2683–2688
Liu CH, Chang TY (2006) Rational development of serum-free medium for Chinese hamster ovary cells. Process Biochem 41:2314–2319
Liu YF, Tang RH, Zhang QX, Shi JY, Li XM, Liu ZQ, Zhao W (1986) Stimulation of cell growth of Tetrahymena pyriformis and Chlamydomonas reinhardtii by trace elements. Biol Trace Elem Res 9:89–99
Manna L, Febo TD, Armillotta G, Luciani M, Ciarelli A, Salini R, Ventura MD (2015) Production of monoclonal antibodies in serum-free media. Monoclon Antib Immunodiagn Immunother 34:278–288
McGillicuddy N, Floris P, Albrecht S, Bones J (2018) Examining the sources of variability in cell culture media used for biopharmaceutical production. Biotechnol Lett 40:5–21
Nagira K, Hara T, Hayashida M, Osada K, Shiga M, Sasamoto K, Kina K, Murakami H (1995) Development of a protein-free medium with iron salts replacing transferrin for a human–human hybridoma. Biosci Biotechnol Biochem 59:743–745
Price PJ (2017) Best practices for media selection for mammalian cells. Vitro Cell Dev Biol Anim 53:673–681
Reimer CB, Phillips DJ, Aloisio CH, Moore DD, Galland GG, Wells TW, Black CM, McDougal JS (1984) Evaluation of thirty-one mouse monoclonal antibodies to human IgG epitopes. Hybridoma 3:263–275
Sen S, Roychoudhury PK (2013) Development of optimal medium for production of commercially important monoclonal antibody 520C9 by hybridoma cell. Cytotechnology 65:233–252
Shukla AA, Thömmes J (2010) Recent advances in large-scale production of monoclonal antibodies and related proteins. Trends Biotechnol 28:253–261
Souza AS, Santos WNLD, Ferreira SLC (2005) Application of Box–Behnken design in the optimisation of an on-line pre-concentration system using knotted reactor for cadmium determination by flame atomic absorption spectrometry. Spectrochim Acta Part B 60:737–742
Spens E, Häggström L (2005) Defined protein-free NS0 myeloma cell cultures: stimulation of proliferation by conditioned medium factors. Biotechnol Prog 21:87–95
Tan KY, Teo KL, Lim JFY, Chen AKL, Reuveny S, Oh SKW (2015) Serum-free media formulations are cell line-specific and require optimization for microcarrier culture. Cytotherapy 17:1152–1165
van der Valk J, Brunner D, De Smet K, Fex Svenningsen Å, Honegger P, Knudsen LE, Lindl T, Noraberg J, Price A, Scarino ML, Gstraunthaler G (2010) Optimization of chemically defined cell culture media—replacing fetal bovine serum in mammalian in vitro methods. Toxicol In Vitro 24:1053–1063
Xing Z, Kenty B, Koyrakh I, Borys M, Pan SH, Li ZJ (2011) Optimizing amino acid composition of CHO cell culture media for a fusion protein production. Process Biochem 46:1423–1429
Yao T, Asayama Y (2017) Animal-cell culture media: history, characteristics, and current issues. Reprod Med Biol 16:99–117
Yolmeh M, Jafari SM (2017) Applications of response surface methodology in the food industry processes. Food Bioprocess Technol 10:413–433
Zhang Y, Zhou Y, Yu J (1994) Effects of peptone on hybridoma growth and monoclonal antibody formation. Cytotechnology 16:147–150