CHO-K1細胞在AbioSUS™一次性生物反應器放大研究中的應用

前言

隨著科學技術的發(fā)展、人們保健意識的提高以及國家政策的支持，生物制藥行業(yè)的疫苗和抗體等蛋白藥物需求量也在逐年增加，細胞培養(yǎng)作為生物制藥工藝中的重要組成部分，其培養(yǎng)的規(guī)模也越來越大，因此在不同規(guī)模間的工藝轉移和放大成為了制約生物制藥企業(yè)在臨床前開發(fā)、產品商業(yè)化和市場進入的一個重要因素。

生物反應器作為生物制藥工藝上游的重要設備，其重要性和使用頻率也越來越高。艾貝泰自主構建的一次性生物反應器平臺，規(guī)模從50 L、200 L、500 L、1000 L到2000 L，能滿足研發(fā)、中試、臨床前和商業(yè)化生產的需求。該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)過程控制以及滿足GMP要求的審計追蹤，并且可根據客戶工藝需求，提供高性能的定制化服務。

AbioSUS™一次性生物反應器

AbioSUS™一次性生物反應器可實現(xiàn)從50L到2000L的工藝放大，模塊化配置、拓展性強，可連接第三方設備，可根據客戶的個性化需求定制化設計以縮短工藝開發(fā)的時間和減少綜合生產成本。同樣，配套使用的AbioSUS™一次性生物反應袋也可定制化配置，滿足研發(fā)、中試、臨床前和商業(yè)化生產的需求。

AbioBag™一次性生物反應袋

AbioBag™一次性生物反應袋具有良好的化學兼容性和生物安全性，無動物源成分，膜材經過嚴格的生物相容性測試和可提取物檢測，不影響細胞培養(yǎng)的性能；擁有優(yōu)異的物理性能，抗機械拉力、抗疲勞性和強度高?？筛鶕蛻舻男枨蠖ㄖ苹獠呗浴嚢铇O計以及搭配不同的補料、接種和取樣等端口，為客戶提供上游工藝整體解決方案。

優(yōu)勢

（1）保留傳統(tǒng)攪拌式生物反應器設計原則，優(yōu)化各模塊配置；

（2）配置靈活：根據客戶需求，可定制化配置，滿足不同工藝需求；

（3）一次性生物反應袋等耗材可定制化設計，滿足不同工藝需求；

（4）支持工藝開發(fā)和放大，工作體積從50 L可擴展至2000 L；

（5）模塊化設計，支持第三方設備，實現(xiàn)不同控制軟件交互和數據傳輸；

（6）搭配Applikon ez2-control控制器，雙數據庫，實現(xiàn)生物工藝過程的信息管理；

（7）適用于抗體、疫苗和細胞治療等不同領域的細胞培養(yǎng)。

CHO-K1細胞在AbioSUS™一次性生物反應器的放大研究

材料與方法

細胞系：CHO-K1細胞

臺式生物反應器：ez2-control（7L）玻璃臺式生物反應器

大型生物反應器：AbioSUS™（50L/200L）一次性生物反應器

生化分析儀：BioProfile®FLE X2

細胞計數儀：FL-1000（點擊查看產品文章）

全自動封管機：AbioSealer™  A100（內測版）

接管機：AbioWelder™ 100（內測版）

培養(yǎng)工藝：在整個實驗過程中采用Feed-Batch培養(yǎng)CHO-K1細胞，接種后VCD為0.3×10⁶cells/mL，初始體積為最大工作體積的70%。培養(yǎng)三天后，使用Feed A、Feed B和Glucose進行補料培養(yǎng)，整個實驗周期為14天。

取樣與分析

每天監(jiān)控細胞的生長代謝情況，持續(xù)14天，分別測量VCD、Viability、葡萄糖、和乳酸等參數。
 

結果與討論

圖1顯示，在不同規(guī)模的生物反應器中，CHO-K1的VCD和Viability均呈現(xiàn)相似的變化曲線。Peek VCD可達25-28×10⁶cells/mL，Viability 95%以上，出現(xiàn)在Day 6、7和8；Day 9后VCD和Viability在下降，14天后VCD為17-20×10⁶ cells/mL，Viability 80%以上。

圖2顯示，不同規(guī)模的生物反應器中，CHO-K1的生長代謝也呈現(xiàn)相似的變化曲線。培養(yǎng)3天后，葡萄糖消耗劇增，Day 4乳酸水平達到峰值（1.5-1.9 g/L），Day 6后細胞VCD達到峰值，乳酸逐漸被消耗，在整個培養(yǎng)過程中乳酸的含量控制在2 g/L以內。

圖1 Feed-Batch中的VCD和Viability

圖2 Feed-Batch中的Gluc和Lac濃度

結論

該研究的結果表明， 不同規(guī)格的AbioSUS™一次性生物反應器均能支持CHO-K1進行Feed-Batch培養(yǎng)，達到預期的VCD的同時還能保持高活率，而且通過補料控制將葡萄糖和乳酸控制在一定的水平。

總體而言，CHO-K1細胞的放大研究表明，AbioSUS™一次性生物反應器在工藝放大的可行性。