चीनी हम्सटर अंडाशय सेल खेती में उच्च थ्रूपुट स्वचालित माइक्रो-बायोरिएक्टरों का उपयोग करके अनुकूलन प्रक्रिया
Summary
यहां, हम एक स्वचालित माइक्रो-बायोरिएक्टर में प्रयोग के डिजाइन को चलाने के लिए एक विस्तृत प्रक्रिया पेश करते हैं जिसके बाद प्रोटीन ए कॉलम का उपयोग करके सेल हार्वेस्ट और प्रोटीन क्वांटिफिकेशन होता है।
Abstract
बायोफार्मा उद्योग में वांछित उत्पादों की उपज बढ़ाने के लिए बायोप्रोसेस का अनुकूलन महत्वपूर्ण है। यह तनाव चयन और जैव प्रक्रिया मापदंडों को विकसित करके प्राप्त किया जा सकता है। इसके लिए शेक फ्लास्क का इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, उनके पास पीएच और घुलित ऑक्सीजन (डीओ) जैसे प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित करने की क्षमता की कमी है। इस सीमा को एक स्वचालित माइक्रो-बायोरिएक्टर की मदद से दूर किया जा सकता है। ये बायोरिएक्टर बड़े पैमाने पर खेती की नकल करते हैं। इस प्रणाली के प्रमुख फायदों में से एक सॉफ्टवेयर में डिजाइन ऑफ एक्सपेरिमेंट (डीओई) का एकीकरण है। यह एकीकरण एक डिजाइन स्थापित करने में सक्षम बनाता है जहां कई प्रक्रिया मापदंडों को एक साथ भिन्न किया जा सकता है। सॉफ्टवेयर के भीतर महत्वपूर्ण प्रक्रिया मापदंडों और इष्टतम जैव प्रक्रिया स्थितियों का विश्लेषण किया जा सकता है। यहां प्रस्तुत काम का ध्यान उपयोगकर्ता को सॉफ्टवेयर में प्रक्रिया डिजाइन में शामिल कदमों और खेती चलाने के भीतर डीओई के समावेश से परिचित कराना है।
Introduction
वैश्विक बायोफार्मा बाजार 2018 में 250 बिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक का था और लगातार1का विस्तार कर रहा है। दवा कंपनियां लघु आणविक दवाओं के उत्पादन से दूर जा रही हैं, जो जैव प्रौद्योगिकीय रूप से उत्पादित चिकित्सा विज्ञान जैसे पुनः संयोजन प्रोटीन के लिए हैं । ये अकेले 150अरबडॉलर से अधिक के राजस्व के लिए जिम्मेदार हैं 1. स्तनधारी कोशिकाओं को अब बड़े पैमाने पर इन दवा पुनः संयोजन प्रोटीन के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। वर्तमान अवधि में, स्तनधारी कोशिकाओं द्वारा उत्पादित ६८ अनुमोदित उत्पादों में से, ५७ चीनी हम्सटर अंडाशय कोशिकाओं (चो)2द्वारा उत्पादित कर रहे हैं । चो कोशिकाओं का उपयोग विशेष रूप से पुनः संयोजन प्रोटीन के उत्पादन के लिए किया जाता है जिसके लिए ट्रांसलेशनल संशोधनों की आवश्यकता होती है। इन कोशिकाओं को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि ये निलंबन में वृद्धि करते हैं और इस प्रकार रासायनिक रूप से परिभाषित मध्यम3,4में प्रजनन योग्य परिणाम सक्षम होते हैं । चो कोशिकाओं का उपयोग करने का अन्य लाभ यह है कि उत्पाद की ग्लाइकन संरचना मानव मोनोक्लोनल एंटीबॉडी (एमएबी) से मिलती-जुलती है और इसके परिणामस्वरूप जीन प्रवर्धन5के कारण उच्च पुनर्संयोजन प्रोटीन उपज और विशिष्ट उत्पादकता होती है।
पिछले दो दशकों में रिकॉम्बिनेंट चो (rCHO) सेल कल्चर की यील्ड में सौ गुना की बढ़ोतरी हुई है । इस सुधार को प्रक्रिया मापदंडों के अनुकूलन, खिला रणनीति और सीरम मुक्त रासायनिक परिभाषित मध्यम6के विकास के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है । दवा उत्पादों की आवश्यकताओं में वृद्धि के साथ, उत्पादन प्रक्रिया7के विकास के लिए लागत और समय दक्षता पर दबाव बढ़ जाता है। उत्पाद की गुणवत्ता को आश्वस्त करते हुए दबाव को कम करने के लिए डिजाइन (QbD) द्वारा गुणवत्ता पर दवा उद्योग के ध्यान को पुनः निर्देशित किया है। QBD का उपयोग उत्पाद उत्पादन के साथ-साथ प्रक्रिया को समझने के लिए किया जाता है। ओडीडी में उपयोग किया जाने वाला एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रयोग का डिजाइन (डीओई) है। यह विभिन्न इनपुट चर और परिणामस्वरूप आउटपुट डेटा के बीच संबंध ों को प्रकट करके प्रक्रिया की समझ बढ़ाने में मदद करता है। प्रक्रिया की स्थिति को आत्मसात करने और टिटर मात्रा और गुणवत्ता में वृद्धि करने में परियोजना के शुरुआती चरणों के दौरान जैव प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए डीओई दृष्टिकोण लागू करना फायदेमंद है। पुराने जमाने की रणनीति की तुलना में यह दृष्टिकोण फायदेमंद है: एक कारक-एट-ए-टाइम (OFAT)। शास्त्रीय, शाइनिन या तागुची का उपयोग करके डीओई के सांख्यिकीय दृष्टिकोणओएटी 8से कहीं बेहतर हैं।
प्रक्रिया और मीडिया अनुकूलन शेक फ्लास्क में किया जा सकता है। फ्लास्क अपेक्षाकृत सस्ती हैं। हालांकि, तापमान, पीएच और घुलित ऑक्सीजन (डीओ) जैसे मापदंडों को नियंत्रित करना संभव नहीं है। इन कमियों को दूर करने के लिए, 0.5 एल से 5 एल की कार्य मात्रा से लेकर बहुउपयोग बेंच-टॉप बायोरिएक्टरों का उपयोग किया जा सकता है। रिएक्टर एक व्यापक ऑन लाइन निगरानी और प्रक्रिया नियंत्रण प्रदान करते हैं । हालांकि, मल्टीयूज बायोरिएक्टर का उपयोग समय और श्रम गहन है। इन नुकसानों को दूर करने के लिए, एक उपन्यास एकल उपयोग बायोरिएक्टर जो बेंच-टॉप बायोरिएक्टर की निगरानी की व्यापक प्रक्रिया को जोड़ती है और शेक फ्लास्क की आसान हैंडलिंग का उपयोग किया जाता है। उच्च थ्रूपुट स्क्रीनिंग प्रणाली और एकल उपयोग प्रौद्योगिकी ने प्रक्रिया प्रदर्शन और विकास9की दक्षता को बढ़ाने में योगदान दिया है।
इस आर्टिकल में ऑटोमेटेड माइक्रो बायोरिएक्टर (एएमबीआर) सॉफ्टवेयर में रेसिपी लोड करने के दिशा-निर्देश लिस्टेड हैं। इस प्रयोग के दौरान व्यवहार्य सेल एकाग्रता (वीसीसी) और टिटर पर विभिन्न सरगर्मी गति और पीएच के प्रभाव का अध्ययन किया जाता है। प्रयोग सॉफ्टवेयर MODDE 12 के डिजाइन के साथ प्रयोगात्मक परिणाम और विश्लेषण किया जाता है। उत्पाद एनालिटिक्स प्रोटीन ए कॉलम के साथ हाई प्रेशर लिक्विड क्रोमेटोग्राफी (एचपीएलसी) सिस्टम में किया जाता है। यह इस सिद्धांत पर आधारित है कि एमएबी का एफसी क्षेत्र प्रोटीन ए को उच्च आत्मीयता10,11के साथ बांधता है । इस विधि से, एमएबी की पहचान करना और उसकी मात्रा निर्धारित करना संभव है। क्वांटिफिकेशन 280 एनएम पर मापा एलुशन पीक क्षेत्रों पर किया जाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
जैव दवा उद्योग में उपज बढ़ाने की प्रक्रिया का अनुकूलन महत्वपूर्ण है। शेक फ्लास्क संभवतः तनाव की स्क्रीनिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है; हालांकि, पीएच और डीओ जैसे प्रक्रिया मापदंडों की निगरानी फ्ल?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक बुंदेसियम फ्यूर बिलडुंग एंड फोर्सचुंग (बीबीएएफ), संघीय शिक्षा और अनुसंधान मंत्रालय, जर्मनी और जर्मनी के सरटोरियस स्टेडिम बायोटेक जीएमबीएच, जर्मनी की बायोप्रोसेसिंग टीम को उनके समर्थन के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं।
Materials
| 1 mL disposable pipette tips, sterilized | Sartorius Stedim Biotech GmbH | A-0040 | |
| 200 mM L-glutamine | Corning, Merck | 25-005-CV | |
| 24 Well deep well plates | Sartorius Stedim Biotech GmbH | A-0038 | |
| 5 mL disposable pipette tips, sterilized | Sartorius Stedim Biotech GmbH | A-0039 | |
| ambr 15 automated microbioreactor system | Sartorius Stedim Biotech GmbH | 001-2804 | |
| ambr 15 Cell Culture 24 Disposable Bioreactors – Sparged | Sartorius Stedim Biotech GmbH | 001-1B86 | |
| Antifoam C Emulsion | Sigma-Aldrich, Merck | A8011 | |
| Bottle Top Sterile filter | Corning, Merck | CLS431474 | 0.1 μm pore size |
| CEDEX Detergent (3% Mucosol) | Roche Innovatis AG | 05-650-658-001 | |
| Cell counter | Roche Innovatis AG | 05-650-216-001 | CEDEX HiRes |
| CHO DG44 cell line | Cellca, Sartorius Stedim Biotech GmbH | ||
| CHOKO Feed Media A (FMA) | Sigma-Aldrich, Merck | CR80025 | |
| CHOKO Feed Media B (FMB) | Sigma-Aldrich, Merck | CR80026 | |
| CHOKO Production Medium | Sigma-Aldrich, Merck | CR80027 | |
| CHOKO Stock Culture Meium | Sigma-Aldrich, Merck | CR80028 | |
| Chromaster high pressure liquid chromatography system | VWR International | ||
| Conical Centrifuge tube | Corning, Merck | SIAL0790 | |
| Ethanol | Merck | 1070179026 | |
| Glycine | Carl Roth | 56-40-6 | |
| HPLC Vials | VWR International | SUPLSU860181 | |
| PBS | Sigma-Aldrich,Merck | P4417 | |
| Protein A Column | Thermo Fisher Scientific | 1502226 | POROS™ A 1.7 mL |
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich,Merck | 7647-14-5 | |
| Sodium phosphate dibasic anhydrous | Sigma-Aldrich,Merck | 7558-79-4 | |
| Trypan Blue | VWR International | VWRVK940 | |
| YSI | YSI Inc | 2900D | YSI 2900 Select |
Riferimenti
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