خلايا CHO في الإنتاج الحيوي: التطبيقات والابتكارات

يُعتبرخط خلايا CHO المشتق من مبيض الهامستر الصيني،خط خلايا CHO من الخلايا التي تُعدّ قوة في الأبحاث الطبية والبيولوجية بفضل مجموعة واسعة من التطبيقات. يوفر هذا الخط الخلوي للثدييات إمكانيات لا حصر لها، من إنتاج البروتين المؤتلف إلى التعبير الجيني وفحص السمية والتغذية والدراسات الوراثية.

يتعمق مقالنا في عالم خلايا CHO الرائع، مستكشفاً كيف أحدثت هذه الخلايا ثورة في الأبحاث الصيدلانية الحيوية ومهدت الطريق لعلاجات منقذة للحياة. استعد لكشف أسرار الخلايا CHO العظيمة واكتشف كيف تقود هذه الخلايا التقدم الرائد في الطب وغيره! ستتعلم كل ما تحتاج إلى معرفته قبل البدء، بما في ذلك:

ما هو خط الخلايا CHO؟

منذ إنشائها في عام 1957 على يد ثيودور ت. بوك، أصبحت خلايا مبيض الهامستر الصيني (CHO) منذ إنشائها في عام 1957 عنصراً أساسياً في الأبحاث البيولوجية والطبية نظراً لنموها السريع وإنتاجها العالي للبروتين. تُستخدم هذه الخلايا الظهارية المشتقة من مبيض الهامستر الصيني على نطاق واسع في التصنيع الحيوي وعلم الوراثة وفحص السمية والتغذية ودراسات التعبير الجيني.

يمكن لخلايا CHO إنتاج بروتينات ذات تعديلات ما بعد الترجمة (PTMs) مماثلة لتلك الموجودة في البشر. كما أنها تعاني من نقص في تخليق البرولين ولا تعبر عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR)، مما يجعلها مثالية لدراسة طفرات EGFR المختلفة.

في التصنيع الحيوي، تُستخدم خلايا CHO على نطاق واسع لإنتاج الأجسام المضادة وحيدة النسيلة والبروتينات المؤتلفة واللقاحات. وقد تمت الموافقة على إنتاج أكثر من 60 بروتينًا علاجيًا مصنوعًا من خلايا CHO، ويستمر استخدامها في التوسع. تتناول مقالتنا هذه الخصائص الرائعة والتطبيقات المتنوعة للخلايا CHO، وتسلط الضوء على دورها الحاسم في دفع عجلة التقدم في الطب الحيوي وغيره. استعدوا لاستكشاف العالم الرائع للخلايا CHO واكتشفوا إمكاناتها التي لا مثيل لها في الأبحاث الطبية الحيوية!

مقارنة بين خط خلية CHO مقابل خط خلية CHO-K1

منذ أن تم الإبلاغ عن خط الخلايا CHO الأصلي في عام 1956، تم إنشاء العديد من الاختلافات في خط الخلايا لأغراض مختلفة. تم توليد CHO-K1 من مستنسخ واحد من خلايا CHO في عام 1957، وتم تصنيع CHO-DXB11 (المعروف أيضًا باسم CHO-DUKX) لاحقًا من خلال التطفير باستخدام ميثان سلفونات الإيثيل. ومع ذلك، كانت فائدتها محدودة بسبب قدرتها على العودة إلى نشاط مثبطات مثبطات مستقبلات مستقبلات الغدة الدرقية عند تحويرها. وفي وقت لاحق، تم تحوير خلايا CHO بإشعاع جاما لإنتاج CHO-DG44، حيث تم القضاء على أليلَي DHFR بالكامل. وتتطلب هذه السلالات التي تعاني من نقص في مثبطات مثبطات مستقبلات مستقبلات مستقبلات مستقبلات الغلوكسين والهايبروكسانثين والثيميدين للنمو، وتستخدم على نطاق واسع لإنتاج البروتين الصناعي. ومنذ ذلك الحين، أصبحت أنظمة الانتقاء الأخرى شائعة، وقد ثبت أن الخلايا المضيفة مثل CHO-K1 و CHO-S و CHO-Pro ناقص تنتج مستويات عالية من البروتينات. ونظرًا لعدم الاستقرار الوراثي، غالبًا ما تُزرع هذه السلالات الخلوية في وسائط خالية من المكونات الحيوانية أو وسائط محددة كيميائيًا في مفاعلات حيوية مستنبتة معلقة. كما نوقشت تعقيدات علم الوراثة في خلايا CHO الوراثية والاشتقاق النسلي.

أطلق العنان للإنجازات مع خلايا CHO الخاصة بنا

عشر نصائح لزراعة خلايا CHO

1. خط خلايا CHO هو خط خلوي منخفض الصيانة وسهل الاستزراع.
2. تتمتع خلايا CHO بوقت سريع لمضاعفة عدد الخلايا من 14 إلى 17 ساعة.
3. تكون خلايا CHO ملتصقة وتنمو كطبقات أحادية أو يمكن تكييفها لتنمو في معلق.
4. تُزرع خلايا CHO عند نسبة 80-90% من التلاقي باستخدام أكوتاز.
5. تُزرع خلايا CHO بكثافة 1 ×¹⁰⁴ خلايا/سم2 لإنتاج طبقة أحادية متكتلة في حوالي 4 أيام.
6. من أجل الاستزراع الأمثل، استخدم خليط 50:50 من DMEM وF12 من لحم الخنزير المضاف إليه 5% من FBS وL-glutamine.
7. تجديد وسط النمو 2-3 مرات في الأسبوع.
8. قم بزراعة خلايا CHO في حاضنة مرطبة مضاف إليها 5% من غاز ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة 37 درجة مئوية.
9. تخزين خلايا CHO في بخار النيتروجين السائل أو المرحلة السائلة (-196 درجة مئوية).
10. اتبع إرشادات المستوى 1 للسلامة البيولوجية للتعامل مع خط خلايا CHO وزراعتها.

البروتوكولات ومقاطع الفيديو والمنشورات الحديثة عن خلايا CHO

فيما يلي بعض الموارد الممتازة التي يمكن استكشافها للتعرف على زراعة خط خلايا CHO وصيانتها.

1. بروتوكول شامل لزراعة الخلايا على خلايا CHO: يمكن أن يساعدك هذا الرابط في معرفة كل شيء عن الاستزراع الفرعي لخلايا CHO ونقلها.
2. خلايا CHO: سيوفر هذا الموقع معلومات أساسية عن زراعة الخلايا حول خط خلايا CHO، بما في ذلك تقسيم الخلايا وتخزينها وتجميدها وإذابتها وما إلى ذلك.
3. إذابة خلايا CHO: يعرض هذا الفيديو بروتوكولاً نموذجياً لإذابة خلايا CHO المجمدة.

بروتوكولات التطهير لخط الخلايا CHO

خلايا CHO قابلة إلى حد كبير لنقل الجينات العابرة والمستقرة على حد سواء. فيما يلي بعض المصادر التي توفر معلومات مفيدة حول بروتوكولات نقل خط خلايا CHO.

• نقل الخلايا CHO: يوفر هذا المقال المنشور بروتوكول نقل عابر لخط خلايا CHO باستخدام البولي إيثيلينيمين الخطي (PEI).
• طرق التطهير العابر لخلايا CHO: تشرح هذه المقالة استراتيجيات مختلفة للتطهير الفعال لخطوط خلايا CHO باستخدام كواشف نقل مختلفة.
• النقل العابر لخلايا CHO: يستخدم هذا الفيديو رسوماً توضيحية لشرح المفاهيم الأساسية المتعلقة بدراسات التعبير العابر في خلايا CHO.

منشورات بحثية مثيرة للاهتمام باستخدام خلايا CHO

فيما يلي ملخصات لمختلف الدراسات التي استخدمت خلايا CHO:

1. دراسة: "الإنتاج السريع والعالي المردود للمجال الخارجي الشوكي الكامل لفيروس سارس-كوف-2 عن طريق التعبير الجيني العابر في خلايا CHO" (2021)

   • الغرض: التعبير عن المجال الخارجي السنبلة لفيروس سارس-كوف-2 في خلايا CHO باستخدام ثلاث طرق نقل عابرة لتحقيق إنتاجية عالية.
   • المنهجية: تم نقل خلايا CHO بالبلازميدات المشفرة للمجال الخارجي الشوكي الكامل لفيروس سارس-كوف-2 باستخدام ثلاث طرق نقل عابرة. تم تقييم التعبير البروتيني عن طريق اختبار ELISA والبقعة الغربية.
   • النتائج الرئيسية: أظهرت جميع طرق النقل العابر الثلاث مستويات عالية من التعبير البروتيني، مع الحصول على أعلى إنتاجية باستخدام طريقة البولي إيثيلينيمين.

2. دراسة: "هندسة خط خلايا CHO مستقر للتعبير عن مستضد لقاح فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية" (2018)

   • الغرض: إنتاج مستضد لفيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية في خلايا CHO لاستخدامه كلقاح محتمل في المستقبل.
   • المنهجية: تم نقل خلايا CHO بالبلازميد المشفر لمستضد فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية واختياره للتعبير المستقر باستخدام الجينين. تم تقييم التعبير البروتيني عن طريق اختبار ELISA والبقعة الغربية.
   • النتائج الرئيسية: أظهر خط خلايا CHO المستقرة مستويات عالية من التعبير البروتيني والثبات على مدى عدة ممرات.

3. دراسة: "النشاط السمي الخلوي للأحماض الدهنية من الطحالب الكبيرة في القطب الجنوبي على نمو خلايا سرطان الثدي البشرية" (2018)

   • الغرض: استخدام خلايا CHO كعنصر تحكم لتقييم سمية العوامل المضادة للسرطان ضد الخلايا الطبيعية.
   • المنهجية: تمت زراعة خلايا CHO ومعالجتها بالأحماض الدهنية من الطحالب الكبيرة في القطب الجنوبي، وتم تقييم قابلية الخلايا للنمو باستخدام اختبار MTT.
   • النتائج الرئيسية: لم تُظهر الأحماض الدهنية المستخلصة من الطحالب الكبيرة في القطب الجنوبي أي تأثيرات سامة للخلايا على خلايا CHO، مما يشير إلى إمكانية استخدامها كعامل مضاد للسرطان مع انتقائية للخلايا السرطانية.

4. دراسة: "يحسّن إقصاء جين كاسباز-7 من التعبير عن البروتين المؤتلف في خط الخلايا CHO من خلال توقف دورة الخلية في المرحلة G2/M" (2022)

   • الغرض: معالجة خلايا CHO وراثيًا لتحسين التعبير عن البروتينات المؤتلفة.
   • المنهجية: تم استئصال جين كاسباز-7 في خلايا CHO باستخدام تقنية CRISPR/Cas9، وتم تقييم التعبير البروتيني عن طريق اللطخة الغربية والفحص المجهري الفلوري.
   • النتائج الرئيسية: أدى استئصال جين كاسباز-7 في خلايا CHO إلى تحسين التعبير البروتيني في خلايا CHO، ويرجع ذلك على الأرجح إلى توقف دورة الخلية في الطور G2/M الناجم عن فقدان كاسباز-7.

5. دراسة: "تطوير خط خلايا CHO لإنتاج مستقر للأجسام المضادة المؤتلفة ضد MMP9 البشري" (2015)

   • الغرض: إنتاج أجسام مضادة وحيدة النسيلة ضد بروتين MMP9 البشري في خلايا CHO.
   • المنهجية: تم نقل خلايا CHO بالبلازميدات المشفرة للأجسام المضادة ضد بروتين MMP9 البشري وتم اختيارها للتعبير المستقر باستخدام الجينين. تم تقييم التعبير البروتيني بواسطة ELISA والبقعة الغربية.
   • النتائج الرئيسية: أظهر خط خلايا CHO المستقرة مستويات عالية من التعبير عن الأجسام المضادة وثباتها على مدى عدة ممرات، مما يشير إلى إمكانية استخدامها في التطبيقات العلاجية التي تستهدف MMP9 البشري.

الأسئلة المتداولة عن خلايا CHO Cells

المراجع

1. Reinhart, D., et al., Bioprocessing of Recombinant CHO-K1, CHO-DG44, CHO-S: مضيفو CHO للتعبير عن CHO يفضلون إما إنتاج mAb أو تخليق الكتلة الحيوية. مجلة التكنولوجيا الحيوية، 2019. 14(3): p. 1700686.
2. Pan, X., et al.، التوصيف الأيضي لمرحلة زيادة حجم خلية CHO في مزارع الدُفعات المغذية. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية، 2017. 101: p. 8101-8313.
3. Turilova, V.I., T.S. Goryachaya, and T.K. Yakovleva, خط خلايا مبيض الهامستر الصيني DXB-11: عدم الاستقرار الكروموسومي وعدم تجانس النمط النووي. علم الوراثة الجزيئية الخلوية، 2021، 14(1): ص 1-12.
4. هانتر، م. وآخرون، تحسين التعبير البروتيني في خلايا الثدييات. البروتوكولات الحالية في علم البروتين، 2019. 95(1): ص. e77.
5. Nyon, M.P., et al., هندسة خط خلايا CHO مستقر للتعبير عن مستضد لقاح فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية. لقاح، 2018. 36(14): p. 1853-1862.
6. باتشيكو، ب. س. وآخرون، النشاط السمي الخلوي للأحماض الدهنية من الطحالب الكبيرة في القطب الجنوبي على نمو خلايا سرطان الثدي البشرية. حدود في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية، 2018. 6: p. 185.
7. ريو، ج. وآخرون، تطوير خط خلايا CHO لإنتاج مستقر للأجسام المضادة المؤتلفة ضد MMP9 البشري. BMC biotechnology، 2022. 22(1): p. 8.