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Articolo metodologico

Sviluppo del processo per la produzione e la purificazione del vettore adeno-associato al virus (AAV)2 utilizzando il sistema di coltura cellulare baculovirus-insetto

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DOI:

10.3791/62829

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13 gennaio 2022

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In questo articolo

Sommario

In questo protocollo, il vettore AAV2 è prodotto co-coltivando cellule di insetti Spodoptera frugiperda (Sf9) con baculovirus (BV)-AAV2-green fluorescent protein (GFP) o gene terapeutico e cellule Sf9 infette da BV-AAV2-rep-cap in coltura in sospensione. Le particelle AAV vengono rilasciate dalle cellule utilizzando detergente, chiarificate, purificate mediante cromatografia a colonna di affinità e concentrate mediante filtrazione a flusso tangenziale.

Abstract

I virus adeno-associati (AAV) sono vettori promettenti per le applicazioni di terapia genica. Qui, il vettore AAV2 è prodotto dalla co-coltura di cellule di Spodoptera frugiperda (Sf9) con cellule Sf9 infettate da baculovirus (BV)-AAV2-GFP (o gene terapeutico) e BV-AAV2-rep-cap in coltura in sospensione senza siero. Le cellule vengono coltivate in un pallone in uno shaker orbitale o in un bioreattore Wave. Per rilasciare le particelle AAV, le cellule produttrici vengono lisate in un tampone contenente detergente, che viene successivamente chiarito mediante centrifugazione e filtrazione a bassa velocità. Le particelle AAV vengono purificate dal lisato cellulare utilizzando la cromatografia a colonna AVB Sepharose, che lega le particelle AAV. Le particelle legate vengono lavate con PBS per rimuovere i contaminanti ed eluite dalla resina utilizzando un tampone di citrato di sodio a pH 3,0. L'eluato acido viene neutralizzato con tampone alcalino Tris-HCl (pH 8,0), diluito con soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) e ulteriormente concentrato con filtrazione a flusso tangenziale (TFF). Il protocollo descrive la produzione di vettori pre-clinici su piccola scala compatibile con la produzione AAV di grado clinico su larga scala per applicazioni di terapia genica umana.

Introduzione

I virus adeno-associati (AAV) sono parvovirus umani non avvolti contenenti un DNA a singolo filamento di 4,6 kb. I vettori AAV hanno diversi vantaggi rispetto ad altri vettori virali per applicazioni di terapiagenica 1,2,3,4. Gli AAV sono naturalmente incompetenti per la replicazione, quindi richiedono un virus helper e un meccanismo ospite per la replicazione. Gli AAV non causano alcuna malattia e hanno una bassa immunogenicità nell'ospite infetto3,5. L'AAV può infettare sia le cell....

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Protocollo

Vedere la Figura 1 per un'illustrazione che riepiloga il protocollo.

1. Generazione di cellule TIPS infette da baculovirus

  1. Scongelare una fiala di cellule Sf9 e seminarle immediatamente in 50 ml di terreno di coltura cellulare di insetti. Coltiva celle Sf9 in un incubatore shaker orbitale a 125 giri/min e 28 °C in palloni a fondo tondo con un tappo liberamente fissato per lo scambio d'aria8,9. Propagare le cellule in un pallone da 1 L contenente 200 mL di terreno per ottenere un numero sufficiente di cellule PER LA PRODUZIONE DI CELLULE TIPS.<....

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Risultati

Qui vengono mostrati i risultati rappresentativi dello sviluppo del processo per la produzione e la purificazione di vettori AAV utilizzando il sistema cellulare di insetti Sf9. Il metodo include la co-coltura di cellule Sf9 con cellule TIPS infette da baculovirus, l'alimentazione delle cellule con terreno di crescita, la raccolta e la lisi delle cellule produttrici per rilasciare le particelle AAV, la chiarificazione del lisato cellulare con trattamento della nucleasi, la centrifugazione e la filtrazione, la purificazio.......

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Discussione

I parametri utilizzati in questo protocollo per lo sviluppo del processo di produzione, purificazione e concentrazione di vettori AAV possono essere applicati sia alla produzione su piccola che su larga scala di vettori AAV per applicazioni di terapia genica. L'intero processo a monte e a valle può essere eseguito in un sistema chiuso compatibile con le attuali Good Manufacturing Practices (cGMP). I principali vantaggi del sistema Sf9-baculovirus sono la scalabilità per la produzione di AAV di livello GMP su larga scala .......

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Dichiarazioni

Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

Ringraziamenti

Vorremmo ringraziare il Dr. Robert M. Kotin (National Heart, Blood and Lung Institute, NIH) per averci generosamente fornito i plasmidi AAV e Danielle Steele e Rebecca Ernst (Cincinnati Children's Hospital) per la loro assistenza tecnica. Questo lavoro è supportato dal fondo Start-Up dalla Cincinnati Children's Research Foundation a M.N.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1 N Idrossido di sodioSigma-Aldrich1.09137Per la pulizia Akta Avant
Palloni da 2 LThermoFisher Scientific431281Pallone per coltura in sospensione
Tubo conico da 50 mlThermoFisher Scientific14-959-49APer la raccolta di surnatanti
Piastra a 24 pozzettiThermoFisher Scientific07-200-80Piastra per colture cellulari aderenti
Palloni da 250 mLThermoFisher Scientific238071Flask per coltura in sospensione
Akta Avant 150 con Unicorn SoftwareCytiva28976337 Sistema cromatografico
AVB Sepharose MezzocromatograficoCytiva28411210
Baculovirus-AAV-2 GFPVettore
di trasferimento AAV non catalogato internoBaculovirus-AAV-2 rep-capVettore di imballaggio AAVnon catalogatoin-house
NucleasiSigma-AldrichE1014Enzima per degradare il DNA e l'RNA
Tampone bloccanteSanta Cruz Biotechnologies 516214Blocco per prevenire il legame di anticorpi non specifici alle cellule
Tampone di lisi cellulareIn-houseArticolo non di catalogo20 mM Tris-HCl (pH 8,0), 150 mM NaCl, 0,5 % Titron X-100
Cellbag, 2 L e 10 LCytiva28937662Sacca per bioreattore
Tampone di puliziaIn-houseArticolo non di catalogo100 mM di acido citrico (pH 2,1) 
CryovialThomas Scientific1222C24Per crioconservazione
DMEMSigma-AldrichD6429Terreni di crescita per linee cellulari
Tampone di eluizioneArticolointerno Non di catalogo50 mM di tampone citrato di sodio (pH 3,0)
EtanoloSigma-AldrichE7073Per la disinfezione e la conservazione della cromatografia
Unità di filtrazione Pall Corporation12941Filtro a membrana
HT1080 linea cellulareATCCCCL-121Linea cellulare di fibroblasti
HyClone™ SFX-Terreni di coltura per insettiCytivaSH30278.02Terreno di crescita delle cellule di insetti senza siero
Pompa peristalticaPall CorporationArticolo non di catalogoPompa TFF
MaxQ 8000 incubatore con agitatore orbitale ThermoFisher ScientificAgitatore per colture insospensione
MicroscopioNikonArticolo fuori catalogoMonitoraggio e conteggio cellulare 
Anticorpo PE anti-baculovirus gp64 di topoSanta Cruz Biotechnologies65498 PEMonitoraggio dell'infezione da baculovirus nelle cellule Sf9
Serbatoio di ossigenoPraxairArticolo non di catalogo40 % L'apporto di ossigeno è necessario per la crescita delle cellule Sf9
PBSThermoFisher Scientific 20012027Tampone di lavaggio
Kit di colorazione dell'argentoThermoFisher ScientificLC6100Colorazione AAV proteine del capside
Cellule Sf9ThermoFisher Scientific11496-015Cellule di insetti
Acqua di steileArticolo non di catalogoInterno Per la pulizia Akta Avant
Centrifuga da tavoloThermoFisher Scientific75253839/433607Per la chiarificazione del surnatante del baculovirus
Cartuccia di filtrazione a flusso tangenziale (TFF)Pall CorporationOA100C12Cartuccia TFF per concentrare il
Tris-HCl AAV, pH 8.0ThermoFisher15568025tampone alcalino per neutralizzare il bioreattore AAV WAVE eluito
Sistema 20/50Cytiva28-9378-00Bioreattore
ad alte prestazioni

Riferimenti

  1. Hildinger, M., Auricchio, A. Advances in AAV-mediated gene transfer for the treatment of inherited disorders. European Journal of Human Genetics. 12 (4), 263-271 (2004).
  2. Wu, Z., Asokan, A., Samulski, R. J. Adeno-associated virus serotypes....

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Ristampe e permessi

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