Protein Terapisi Geliştirme için Güçlü Bir Temel: Yeni Nesil Genetik Olarak Tasarlanmış CHO Hücre Hattı

Biyofarmasötik üretimde başarı, konak hücre hattı seçimi de dahil olmak üzere erken geliştirme aşamasında alınan kararlardan güçlü şekilde etkilenir. Hücre hattı geliştirmedeki ilerlemeler ürün verimini ve kalitesini artırmış olsa da, terapötik pipeline’lar giderek daha karmaşık molekülleri kapsayacak şekilde genişliyor — bu da ek iyileştirmeleri zorunlu kılıyor.

Hücre hattı geliştirme ekibimiz, ticari hücre hatları geliştirme konusundaki geniş deneyimini ve protein ekspresyonu ile hücresel mekanizmalara dair bilgisini kullanarak, yeni nesil bir CHO konak hücre hattını genetik olarak tasarladı. Bu yaklaşım, hücre hattı geliştirme projeleri için daha güçlü bir başlangıç noktası sunuyor.

Yeni Bir CHO Konak Hücre Hattını Nasıl Geliştirdik

Proteomik analiz

Enerji yoğun konak hücre proteinlerini ifade eden genlerin ortadan kaldırılmasıyla, CHO hücre hattının hedef terapötik proteinin üretimi için daha fazla kaynağa sahip olacağını öngördük. Üretici klonlardan oluşan temsili bir panel üzerinde yapılan analizler, ileri inceleme için yüksek düzeyde ifade edilen ve enerji yoğun 67 proteini ortaya çıkardı.

Knockout çalışması

CRISPR tabanlı gen düzenleme kullanılarak bu 67 hedefin her biri tek tek devre dışı bırakıldı. Stabil knockout havuzları oluşturuldu, model bir monoklonal antikor (mAb) ekspresyon yapısıyla transfekte edildi ve fed-batch süreçlerinde değerlendirildi. Bu yaklaşım, her genin titre ve üretkenlik üzerindeki etkisinin sistematik olarak analiz edilmesini sağladı.

Sonuçlar

35 hedefin titre üzerinde etkisi olmadığı görüldü

23 hedef titre üzerinde negatif etki gösterdi veya ölümcül fenotipe yol açtı

8 hedef değerlendirme sürecinde elendi

1 hedef, protein ekspresyonunda ve üretkenlikte anlamlı artış sağladı

Yeni konak hücre hattının oluşturulması

En iyi performans gösteren hedef, CHO konak hücresinde devre dışı bırakıldı ve izole edilen hücrelerin monoklonalliğini sağlamak için CellCelector™ kullanılarak tek hücre klonlama gerçekleştirildi. Klonal hücre hatlarında gen knockout işlemi genotipik analiz ile doğrulandı.

35 klon genişletildi, mAb ekspresyon vektörü ile transfekte edildi ve fed-batch süreçlerinde performansları değerlendirildi. En iyi dört klonda titre değerlerinin 2 kata kadar arttığı gözlemlendi.

En yüksek performans gösteren klon, ana mühendislik ürünü konak hücre hattı olarak seçildi ve performansı kapsamlı şekilde karakterize edildi.

Yeni Geliştirilen CHO Konak Hücre Hattının Performansı

Farklı protein tiplerindeki performansı değerlendirmek amacıyla, yeni CHO konak hücre hattı ile çok sayıda hücre hattı geliştirme çalışması yürütüldü.

Daha yüksek üretkenlik

Genetik olarak tasarlanmış CHO konak hücre hattı, doğal (wild type) konak hücreye kıyasla %80’e kadar daha yüksek titre değerlerine ulaştı (Şekil 1). Hücre başına üretkenlik ise %280’e kadar arttı.

Bu üretkenlik artışı, kritik kalite özelliklerinden ödün verilmeden elde edildi. Analitik karakterizasyon, mAb’ler ve Fc-füzyon proteinleri arasında karşılaştırılabilir N-glikan ve yük varyant profilleri olduğunu ortaya koydu.

Şekil 1 – Yeni genetik olarak tasarlanmış CHO konak hücre hattı ile elde edilen canlı hücre yoğunluğu (VCC), canlılık ve titre değerlerinin, farklı protein tiplerinde doğal hücre hattı ile karşılaştırılması.

Stabilite

Uzun süreli kültürlerde yüksek stabilite gözlemlendi. Test edilen klonların %90’ından fazlası, 8 hafta sonunda fed-batch titre değerlerini korudu ve bu durum, doğal konaktan türetilen klonlara kıyasla %10’dan fazla iyileşmeye işaret etti. Rekombinant gen kopya sayıları düşük seviyelerde kaldı (7–29 kopya) ve tüm kültür süreci boyunca değişmeden devam etti. Bu da genetik stabiliteyi doğruladı.

Ölçeklenebilirlik

mAb ve Fc-füzyon proteinleri üreten klonlar, ölçeklenebilirliklerinin değerlendirilmesi amacıyla Ambr® 250 ve 5 L karıştırmalı tank biyoreaktörlerine aktarıldı. Farklı ölçeklerde, her molekül için benzer büyüme ve titre profilleri gözlemlendi. Bu sonuçlar, sorunsuz teknoloji transferini desteklemektedir.

Proses yoğunlaştırma

Geliştirilen CHO konak hücre hattı, sürekli perfüzyon süreçlerinde daha yüksek titre ve daha uzun kültür sürelerini desteklemektedir. Ambr® 250 High Throughput üzerinde gerçekleştirilen 28 günlük bir süreçte, 60 × 10⁶ hücre/mL canlı hücre yoğunluğuna ulaşıldı. Perfüzyon, 4Cell® SmartCHO besiyeri kullanılarak günlük 1,5 kap hacmi seviyesinde sürdürüldü.

Bu sonuçlar, yeni hücre hattının yoğunlaştırılmış prosesler için ideal olduğunu ve terapötik protein üretimi için maliyet etkin bir platform sunduğunu göstermektedir.

Biyobenzer geliştirme

Geliştirilen CHO konak hücre hattı, hem fed-batch hem de perfüzyon modlarında biyobenzer üretim için test edildi.

Fed-batch modunda titre değerleri, doğal hücre hattında 4 g/L’den mühendislik ürünü hücre hattında 8 g/L’ye yükseldi

Perfüzyon modunda üretkenlik 2 g/L/gün seviyesine ulaştı

Elde edilen veriler, konak hücre hattındaki üretkenlik artışının, daha yüksek parti verimleri ile daha verimli biyobenzer üretim süreçlerini desteklediğini göstermektedir.

Özet

Rasyonel olarak tasarlanmış, genetik olarak geliştirilmiş CHO konak hücre hattımız, protein terapötiklerinin üretimi için güçlü bir temel sunar. Enerji yoğun konak hücre proteinlerinin stratejik olarak ortadan kaldırılması sayesinde, stabilite, ölçeklenebilirlik ve kritik kalite özelliklerinden ödün vermeden daha yüksek titre değerlerine ulaşılmıştır. Bu da DNA’dan IND aşamasına kadar olan sürecinizi hızlandırmanıza yardımcı olur.

CHO Hücre Hattı Geliştirme hizmetimiz hakkında daha fazla bilgi almak veya projeniz için bir uzmanla görüşmek için bizimle iletişime geçin.