
Comparación del rendimiento del cultivo celular CHO-S y la producción de anticuerpo monoclonal en el biorreactor de un solo uso Allegro™ STR 200 y en un biorreactor de un solo uso convencional
Pall: Odette Becheau, Emmanuelle Cameau, John Welsh, Kyle Jones, Joe Capone y Marie-Laure Collignon
ZHAW: Sören Werner , Cedric Schirmer, Nina Steffen, Jan Müller, Regine Eibl y Dieter Eibl
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, los beneficios de las tecnologías SU (de un solo uso) para el procesamiento en el sector upstream son mucho más prevalentes y muy utilizados dentro de la industria biofarmacéutica. Pall ha desarrollado la familia de biorreactores de agitación de un solo uso Allegro™ STR, que en este momento está disponible en 4 tamaños: STR 50, STR 200, STR 1000 y STR 2000 (Figura 1). El impulsor mecánico de fondo directo permite una amplia gama de entradas de potencia, desde 0,002 W/kg hasta 0,3 W/kg, mientras que el rociador ubicado debajo de las tres aspas estilo oreja de elefante a 45 grados tiene como resultado altas tasas de transferencia de oxígeno (kLa hasta 40 h-1) y un tiempo de mezclado breve (mínimo de tM~10 s).
Estudios anteriores resaltaron que los parámetros críticos que deben mantenerse constantes de una escala a la otra son la entrada de potencia volumétrica (P/V) para la agitación y la velocidad de gas superficial (vs) para la aireación. Esto permite aumentar correctamente la escala de un proceso con un valor de kLA constante, conservando un tiempo de mezclado y un entorno de estrés por cizallamiento equivalentes dentro del biorreactor.
MATERIALES Y MÉTODOS
Línea celular, medio y suplementos
- Línea celular de ovario de hámster chino (CHO)-S clon 38, produciendo un anticuerpo de IgG humano
- Medio ActiPro♦ (GE Healthcare) complementado con:
- 4 mM de UltraGlutamine♦ 1 (Lonza)
- Mezcla de complemento 1x Gibco♦ HT (Thermo Fisher Scientific)
- Puromicina (1,25 g/L, 10 mg/mL)
- Materia prima con refuerzo celular HyClone♦ 7a y 7b (GE Healthcare) a partir del día 3
- Solución de glucosa (45 %, 450 g/L) para la materia prima si la glucosa se encontraba por debajo de los 4 g/L
- Emulsión antiespuma C (Sigma Aldrich)
biorreactores
- Pipetas de agitación Erlenmeyer de 125 y 500 mL (Corning) para la producción de inoculado
- Bolsa de biorreactor de onda Flexsafe♦ RM (Sartorius) para la producción de inoculado
- Sistema de biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 con placa calefaccionada (Pall)
- Biorreactor convencional de un solo uso
Los parámetros operativos de cultivo para el biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 y para el biorreactor de un solo uso convencional se muestran en la Tabla 1
Análisis
- Sensor de oxígeno polarográfico InPro♦ 6800 (Mettler-Toledo) para biorreactor de un solo uso Allegro STR 200
- Sensor de pH (EasyFerm Hamilton) para biorreactor de un solo uso Allegro STR 200
- Sensor de pH y oxígeno de un solo uso incorporado en un biorreactor convencional de un solo uso
- BioProfile♦ 100 Plus ID 2 (Nova Biomedical)
- Bioanalizador Cedex HiRes y Cedex (Roche)
- Sistema de cromatografía líquida de alto rendimiento Prominence (Shimadzu)
- Sistemas de UPLC Xevo♦ G2 LC-MS y Acquity H-Class Bio (Waters)
RESULTADOS
- Manejo simplificado de un sistema de biorreactor novedoso
- La producción de inoculado con pipeta de agitación y bolsa de onda mixta es un método adecuado
- La densidad celular pico promedio en el biorreactor de un solo uso Allegro STR 200 al final de la fase de crecimiento fue de 2,15 a 107 células/mL-1 (Figura 2a)
- La metabolización celular en términos de consumo de glucosa y formación de lactatos es muy comparable (Figura 2b)
- Título de anticuerpo monoclonal (mAb) promedio de 2,18 g·L-1 el día de la cosecha del material cultivado (día 10) (Figura 2c)
- La composición de glucanos principal muestra una huella similar para ambos biorreactores para las especies G0F, G1F y G2F (Figura 2d)
- Agregados en ambos sistemas y cantidad de especies de peso molecular (LMW) (Figura 2e)
CONCLUSIÓN
- El biorreactor de agitación de un solo uso Allegro STR 200 de Pall demostró un excelente rendimiento para cultivar correctamente este CHO
- El impulsor de oreja de elefante de gran tamaño demuestra un mezclado eficiente y una transferencia de oxígeno efectiva. No se detectaron limitaciones durante los cultivos
- El perfilado de la calidad y cantidad de anticuerpos monoclonales demuestran que el perfil de cizallamiento del impulsor no afecta al anticuerpo
- Asimismo, mediante el uso de un único impulsor, pueden aplicarse procesos de alimentación con alto grado de volumen de trabajo posible
Referencias
- Schirmer, Müller J., Steffen N., Werner S., Eibl R. y Eibl D., “How to produce mAbs in a cube-shaped stirred single-use bioreactor at 200 L scale”. R. Pörtner, editor. Animal Cell Biotechnology. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols), cuarta edición. New York, Springer Science+Business Media, LLC (se publicará próximamente)
- “Characterization and engineering performance of the Allegro STR 1000 stirred single-use tank bioreactor”, Nota de aplicación de Pall 3136 USD
- “Cultivation of chinese hamster ovary (CHO) cells in Allegro STR 1000 stirred single-use tank bioreactor system”, Nota de aplicación de Pall 3135 USD
¡Ver video!
Descubra cómo los biorreactores de un solo uso nos ayudan a prepararnos para nuestro futuro
Descargar póster