Optimización de procesos mediante microbiorreactores automatizados de alto rendimiento en el cultivo de células de ovario de hámster chino

Summary

Aquí, presentamos un procedimiento detallado para ejecutar un Diseño de Experimento en un microbiorreactor automatizado seguido de cosecha celular y cuantificación de proteínas usando una columna de Proteína A.

Abstract

La optimización de los bioprocesos para aumentar el rendimiento de los productos deseados es importante en la industria biofarmacéutica. Esto se puede lograr mediante la selección de deformaciones unitarias y mediante el desarrollo de parámetros de bioproceso. Los matraces de agitación se han utilizado para este propósito. Sin embargo, carecen de la capacidad de controlar los parámetros del proceso, como el pH y el oxígeno disuelto (DO). Esta limitación se puede superar con la ayuda de un microbiorreactor automatizado. Estos biorreactores imitan el cultivo a mayor escala. Una de las principales ventajas de este sistema es la integración del Diseño de Experimento (DOE) en el software. Esta integración permite establecer un diseño en el que se pueden variar simultáneamente varios parámetros de proceso. Los parámetros críticos del proceso y las condiciones óptimas del bioproceso se pueden analizar dentro del software. El objetivo del trabajo presentado aquí es introducir al usuario en los pasos involucrados en el diseño de procesos en el software y la incorporación del DOE dentro de la ejecución de cultivo.

Introduction

El mercado biofarmacéutico mundial valía más de 250.000 millones de dólares EE.UU. en 2018 y ha ido en continua expansión¹. Las compañías farmacéuticas están pasando de producir pequeños fármacos moleculares a terapias producidas biotecnológicamente, como proteínas recombinantes. Estos son los únicos responsables de un ingreso de más de $150 mil millones¹. Las células de mamíferos ahora se utilizan ampliamente para la producción de estas proteínas recombinantes farmacéuticas. En el período actual, entre los 68 productos aprobados producidos por células de mamíferos, 57 son producidos por células de ovario de hámster chin....

Protocol

1. Procedimiento de precultura

NOTA: Para este protocolo se utilizan células CHO DG44 recombinantes con una concentración celular viable de 1 x 10⁷ células/ml.

1. Descongelar el vial que contiene 1,2 ml de células a temperatura ambiente y transferir inmediatamente la suspensión celular a un tubo centrífugo cónico de 15 ml que contenga 10 ml de medio de semilla fría.
2. Centrifugar el tubo centrírico cónico durante 5 minutos a 190 x g y temperatura ambiente y desechar el sobrenadante.
3. Precalentar 150 ml del medio de semilla en un matraz de batido de 500 ml a 36,8 oC.
4. Resu....

Results

En la Figura 2se presenta una visión general del cultivo realizado en este estudio.

Figura 2: Representación esquemática de las condiciones experimentales para probar perfiles de velocidad de pH y agitador en las estaciones de cultivo. La figura también representa el diseño correcto para colocar los buques.

Discussion

La optimización del proceso para aumentar el rendimiento es de vital importancia en la industria biofarmacéutica. Los matraces de agitación podrían utilizarse potencialmente para el cribado de la cepa; sin embargo, la supervisión de los parámetros del proceso como pH y DO no están disponibles en los matraces. Los microbiorreactores tienen una ventaja, ya que permiten un seguimiento y control continuos del proceso. Estos bucles de control en el microbiorreactor también proporcionan una condición similar a las de mayor esc.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Puntas de pipeta desechables de 1 mL, esterilizadas	Sartorius Stedim Biotech GmbH	A-0040
200 mM L-glutamina	Corning, Merck	25-005-CV
24 Placas de pocillos profundos	Sartorius Stedim Biotech GmbH	A-0038
Puntas de pipeta desechables de 5 mL, esterilizadas	Sartorius Stedim Biotech GmbH	A-0039
ambr 15 automatizado sistema de microbiorreactor	Sartorius Stedim Biotech GmbH	001-2804
ambr 15 Cultivo celular 24 Biorreactores desechables - Sparged	Sartorius Stedim Biotech GmbH	001-1B86
Emulsión antiespumante C	Sigma-Aldrich, Merck	A8011
Tapa de botella Filtro estéril	Corning, Merck	CLS431474	0.1 μ m Tamaño de poro
CEDEX Detergente (3% Mucosol)	Roche Innovatis AG	05-650-658-001
Contador de celdas	Roche Innovatis AG	05-650-216-001	CEDEX HiRes
CHO DG44 línea celular	Cellca, Sartorius Stedim Biotech GmbH
CHOKO Feed Media A (FMA)	Sigma-Aldrich, Merck	CR80025
CHOKO Feed Media B (FMB)	Sigma-Aldrich, Merck	CR80026
CHOKO Medio	de producción Sigma-Aldrich, Merck	CR80027
CHOKO Stock Culture Meium	Sigma-Aldrich, Merck	CR80028
Chromaster sistema de cromatografía líquida de alta presión	VWR International
	Corning, Merck
etanol	Merck
Glicina	Carl Roth	56-40-6
Viales de HPLC	VWR International SUPLSU860181
PBS	Sigma-Aldrich,Merck	P4417
Columna de proteína	A Thermo Fisher Scientific	1502226	POROS™ A 1.7  mL
Cloruro de sodio	Sigma-Aldrich,Merck	7647-14-5
Fosfato de sodio dibásico anhidro	Sigma-Aldrich,Merck	7558-79-4
Azul tripano	VWR International	VWRVK940
YSI YSI	Inc	2900D	YSI 2900 Select