УДК 619:576.535:578.824.11
DOI: 10.36871/vet.zoo.bio.202511309

Авторы

Ирина Николаевна Матвеева,
Иван Юрьевич Сокол,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности», Московская область, Россия; Пущинский филиал ФГБОУВО «Российский биотехнологический университет (ПущГЕНИ – филиал РОСБИОТЕХ)» г. Москва, Россия
Алексей Дмитриевич Забережный,
Евгения Владимировна Маркова,
Алексей Иванович Албулов,
Марина Алексеевна Фролова,
Светлана Анатольевна Гринь,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности», Московская область, Россия

Аннотация

Клеточные линии яичников китайского хомячка (CHO) служат основной платформой для промышленного производства рекомбинантных терапевтических белков, в том числе моноклональных антител. Эффективность этого процесса в значительной степени определяется составом питательной среды. В статье рассматриваются современные стратегии разработки и оптимизации питательных сред для культивирования клеток CHO. Особое внимание уделено эволюции сред: от составов на основе фетальной бычьей сыворотки (ФБС), обладающих рядом существенных недостатков (неопределенный состав, риск контаминации), к современным бессывороточным и химически определенным средам. Однако достижение высоких плотностей клеток и максимальных титров белка в полностью химически определенных средах часто требует добавления сложных компонентов. Подчеркивается ключевая роль пептонов (гидролизатов белков) растительного происхождения в качестве источника аминокислот, пептидов, витаминов и других факторов роста. Показано, что их добавление способствует не только повышению плотности клеток и увеличению выхода целевого продукта (в некоторых исследованиях до 60 %), но и улучшению метаболического профиля культуры (снижению накопления лактата и аммония), продлению жизнеспособности клеток и даже улучшению качества белка. В работе делается вывод, что рациональный дизайн питательных сред на основе предварительного скрининга и комбинирования гидролизатов, учитывающего потребности конкретной клеточной линии, является важным и гибким инструментом для интенсификации биопроцессов без генетической модификации клеток-продуцентов. Представлена блок-схема стратегии разработки такой усиленной питательной среды.

Ключевые слова

клетки CHO, питательные среды, пептоны, гидролизаты, бессывороточные среды, продукция рекомбинантных белков

Список литературы

  1. Heidemann R., Zhang C., Qi H., Larrick R. J. et al. The use of peptones as medium additives for the production of recombinant therapeutic protein in high-density perfusion cultures of mammalian cells // Cytotechnology. 2000. Vol. 32. No. 2. Рр. 157–167. https://doi.org/10.1023/A:1008196521213.
  2. Hong J. K., Lakshmanan M., Lee D. Y. Peptones as medium additives for the advancement of CHO cell culture process // Pharmaceutical Bioprocessing. 2014. Vol. 2. No. 4. Рр. 341–353. DOI: 10.1023/A:1008196521213, https://doi.org/10.4155/pbp.14.22.
  3. Obaidi I., Mota L. M., Quigley A. et al. Role of protein hydrolysate in extending viability and enhancing antibody production in CHO cells // Applied Microbiology and Biotechnology. 2021. Vol. 105. No. 8. Рр. 3151–3161. https://doi.org/10.1007/s00253-021-11244-8.
  4. Ritacco F. V., Wu Y., Khetan A. Cell culture media for recombinant protein expression in Chinese hamster ovary (CHO) cells: History, key components, and optimization strategies // Biotechnology Progress. 2018. Vol. 34, № 6. Рр. 1407–1426. https:// DOI: 10.1002/BTPR.2706.
  5. Spearman M., Lodewyks C., Richmond M. et al. Application of soy hydrolysates and yeast extract to modulate metabolism and improve productivity of CHO cell processes // BMC Proceedings. 2015. Vol. 9. Supp l 9. 70 р. https://doi.org/10.1186/1753-6561-9-S9-P70.
  6. Van der Valk J., Mellor D., Brands R. et al. Fetal bovine serum (FBS): Past – present – future // ALTEX. 2018. Vol. 35. No. 1. Рр. 99– 118. https://doi.org/10.14573/altex.1705101.
  7. Zhu J. Mammalian cell protein expression for biopharmaceutical production // Biotechnology Advances. 2012. Vol. 30. No. 5. Рр. 1158–1170. https://doi.org/10.1016/j. biotechadv.2011.08.022.