CHO-solut biotuotannossa: CHO-Copiot: Sovellukset ja innovaatiot: sovellukset ja innovaatiot

CHO-solulinja on peräisin kiinalaisen hamsterin munasarjasta, ja se on lääketieteen ja biologisen tutkimuksen voimanpesä, jolla on laaja valikoima sovelluksia. Tämä nisäkässolulinja tarjoaa loputtomasti mahdollisuuksia aina rekombinanttiproteiinien tuotannosta geeniekspressioon, toksisuuden seulontaan, ravitsemukseen ja geneettisiin tutkimuksiin.

Artikkelissamme syvennytään CHO-solujen kiehtovaan maailmaan ja tutkitaan, miten nämä solut ovat mullistaneet biofarmaseuttisen tutkimuksen ja raivanneet tietä elämää pelastaville hoidoille. Valmistaudu avaamaan mahtavien CHO-solujen salaisuudet ja selvittämään, miten ne edistävät uraauurtavia edistysaskeleita lääketieteessä ja muualla! Opit kaiken, mitä sinun on tiedettävä ennen kuin pääset alkuun, mukaan lukien:

Mikä on CHO-solulinja?

Siitä lähtien, kun Theodore T. Puck vuonna 1957 perusti kiinalaisen hamsterin munasarjasolut (CHO-solut), niistä on tullut biologisen ja lääketieteellisen tutkimuksen peruskamaa niiden nopean kasvun ja suuren proteiinituotannon ansiosta. Näitä kiinalaisen hamsterin munasarjasta peräisin olevia epiteelisoluja käytetään laajalti biotuotannossa, genetiikassa, toksisuuden seulonnassa, ravitsemuksessa ja geeniekspressiotutkimuksissa.

CHO-solut voivat tuottaa proteiineja, joilla on samanlaisia translaation jälkeisiä modifikaatioita (PTM) kuin ihmisillä. Niillä on myös puutteita proliinisynteesissä, eivätkä ne ilmentä epidermisen kasvutekijän reseptoria (EGFR), joten ne ovat ihanteellisia erilaisten EGFR-mutaatioiden tutkimiseen.

Biovalmistuksessa CHO-soluja käytetään laajalti monoklonaalisten vasta-aineiden, rekombinanttiproteiinien ja rokotteiden tuottamiseen. CHO-soluilla valmistettuja terapeuttisia proteiineja on hyväksytty tuotettavaksi yli 60 kappaletta, ja niiden käyttö laajenee jatkuvasti. Artikkelissamme tarkastellaan CHO-solujen merkittäviä ominaisuuksia ja monipuolisia sovelluksia ja korostetaan niiden ratkaisevaa roolia biolääketieteen ja muidenkin alojen edistyksen edistäjinä. Valmistaudu tutustumaan CHO-solujen kiehtovaan maailmaan ja löytämään niiden vertaansa vailla oleva potentiaali biolääketieteellisessä tutkimuksessa!

CHO-solut: Biolääketeollisuuden valinta rekombinanttiproteiinien tuotantoon

Biotekniikkateollisuudessa käytetään usein kiinalaisen hamsterin munasarjasoluja (CHO-soluja) biolääkkeiden, kuten monoklonaalisten vasta-aineiden, rekombinanttiproteiinien ja rokotteiden valmistukseen.

Vaikka et ehkä olekaan tietoinen siitä, kiinalaisen hamsterin munasarjan (CHO) solut voivat olla syyllisiä, jos olet joskus käynyt läpi monoklonaalisen vasta-ainehoidon. Näitä mukautuvia soluja käytetään usein biofarmaseuttisessa teollisuudessa tuottamaan rekombinanttiproteiineja, joita käytetään biolääketieteellisessä tutkimuksessa, diagnostiikassa ja erilaisissa terapeuttisissa aineissa. Monoklonaalisiksi vasta-aineiksi (mAb) kutsuttuja proteiinipohjaisia terapeuttisia aineita käytetään monien sairauksien, kuten syövän, autoimmuunisairauksien ja tartuntatautien, hoitoon. CHO-soluja käytetään usein mAb:iden valmistukseen, koska ne suorittavat translaation jälkeisiä modifikaatioita, jotka muistuttavat ihmissoluissa tapahtuvia modifikaatioita. Nämä modifikaatiot ovat välttämättömiä, jotta nämä terapeuttiset aineet toimisivat asianmukaisesti.

Geenitekniikan avulla luotuja proteiineja kutsutaan rekombinanttiproteiineiksi. Tutkimusreagenssien lisäksi niitä voidaan käyttää myös terapeuttisina ja diagnostisina aineina. CHO-solut soveltuvat erityisen hyvin rekombinanttiproteiinien valmistukseen, koska ne voivat tehdä translaation jälkeisiä modifikaatioita ja niillä on monimutkaisia glykosylaatioita, jotka muistuttavat ihmissoluissa esiintyviä glykosylaatioita, ja koska ne kasvavat nopeasti, ilmentävät runsaasti proteiineja ja pystyvät ilmentämään suuria proteiinimääriä. Koska CHO-solulinja tuottaa 3-10 grammaa litraa kohti, se on biolääketieteellisessä teollisuudessa merkittävä tekijä, koska sillä on vertaansa vailla oleva kyky tuottaa terapeuttisia proteiineja massatuotantona. CHO-solut ovat nykyään elintärkeä osa nykyaikaista biolääketiedettä geneettisen optimoinnin ansiosta, joka lisää niiden kykyä tuottaa suuria määriä rekombinanttiproteiineja.

Rokotteet ovat biolääkkeitä, joita käytetään virusten ja bakteerien aiheuttamien infektioiden ehkäisyyn ja hoitoon. Rokotteet COVID-19:tä vastaan on valmistettu muun muassa CHO-soluilla. Tutkijat ovat luoneet useita tekniikoita, kuten geenitekniikkaa, väliaineen optimointia ja prosessien kehittämistä, parantaakseen CHO-solujen suorituskykyä biolääkkeiden tuotannossa. Näiden tekniikoiden ansiosta on voitu luoda korkean tuotoksen ja alhaisen kustannustason viljelyjärjestelmiä biolääkkeiden tuottamiseksi CHO-soluilla. CHO-solujen laajaan käyttövalikoimaan kuuluvat mm. seuraavat:

Farmaseuttinen tuotantolaitos.

CHO-solut biofarmaseuttisessa tuotannossa

CHO-soluja käytetään erilaisten bioterapioiden, kuten rekombinanttiproteiinien ja monoklonaalisten vasta-aineiden, tuottamiseen, joita käytetään esimerkiksi syövän, autoimmuunisairauksien ja tartuntatautien hoidossa. CHO-solujen käyttöönotto biolääkkeissä johtuu suurelta osin niiden kyvystä tehdä translaation jälkeisiä muutoksia, jotka ovat samanlaisia kuin ihmissoluissa, mikä tekee niistä ihanteellisia nisäkäsisännyksiä ihmiselle sopivien terapeuttisten proteiinien tuottamiseen. CHO-isäntäsolujen proteiiniprofiilien kattava ymmärtäminen ja isäntäsolujen proteiinien ELISA-tekniikoiden käyttöönotto ovat olennaisen tärkeitä CHO-solujärjestelmissä tuotettujen biolääkkeiden puhtauden ja turvallisuuden varmistamiseksi. Tämän seurauksena CHO-solut ovat vakiinnuttaneet asemansa biotekniikkateollisuuden monikäyttöisenä alustana.

CHO-solupohjaisen vasta-ainetuotannon edistysaskeleet

CHO-soluja käytetään laajalti monoklonaalisten vasta-aineiden tuotannossa, jotka ovat mullistaneet biolääketieteen alan tarjoamalla kohdennettuja hoitomuotoja erilaisiin sairauksiin. CHO-soluista on tullut rekombinanttivasta-aineiden ilmentämisen ja proteiiniterapioiden tuotannon kulmakivi, koska ne pystyvät taittamaan, kokoamaan ja muokkaamaan ihmisproteiineja oikein. CHO-solujen vasta-ainetuotanto on kehittynyt soluviljelytekniikoiden ja CHO-solutekniikan kehittymisen myötä, mikä on johtanut korkealaatuisiin CHO-soluihin, jotka ovat keskeisiä biolääkkeiden kehittämisessä. CHO-solujärjestelmien optimoimiseksi vasta-ainetuotannon tehokkuuden lisäämiseksi on sovellettu kattavia bioteknologisia lähestymistapoja, kuten DNA-teknologiaa ja kehittyneitä soluviljelymenetelmiä.

Molekyylibiologia ja CHO-solujen valmistus

Molekyylibiologisten tekniikoiden yhdistäminen CHO-soluviljelyyn on johtanut siirtogeenisten CHO-solulinjojen luomiseen ja kiinalaisen hamsterin solumutaatioiden manipulointiin haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Nämä edistysaskeleet solutekniikassa ja DNA-teknologiassa ovat helpottaneet sellaisten CHO-solujen kehittämistä, jotka kykenevät tuottamaan tiettyjä rekombinanttiproteiineja erittäin tehokkaasti. Eukaryoottisoluviljelymenetelmien, kuten CHO- ja HeLa-solujen, tutkiminen on edistänyt solumekanismien parempaa ymmärtämistä ja nisäkässoluviljelmien optimointia terapeuttista proteiinituotantoa varten.

Mutta siinä ei ole vielä kaikki! CHO-soluilla on muitakin kiehtovia sovelluksia biolääketieteellisessä tutkimuksessa, mm:

Myrkyllisyyden seulonta: CHO-soluja käytetään lääkkeiden toksisuuden arviointiin, mukaan lukien syöpää ja viruksia vastaan käytettävät terapeuttiset aineet. Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa tutkittiin Etelämantereen mikrolevistä peräisin olevien rasvahappojen rintasyöpäspesifistä vaikutusta käyttämällä CHO-solulinjaa kontrollisolulinjana.
Geeniekspressio: CHO-soluja käytetään geenien stabiiliin ja ohimenevään ilmentämiseen geenien toimintatutkimuksia tai kohdennettua proteiinituotantoa varten. Geenieditointivälineitä käytetään geenien knock-in- ja knockout-mallien kehittämiseen CHO-solulinjoissa.

CHO-solututkimuksen tulevaisuuden näkymät

CHO-solujärjestelmien meneillään olevassa tutkimuksessa ja kehityksessä keskitytään näiden solujen tehokkuuden ja monipuolisuuden parantamiseen biolääkkeiden tuotannossa. Koska CHO-solut ovat edelleen rekombinanttiproteiiniterapioiden eturintamassa, niiden merkitys lääketieteen ja biotekniikan tulevaisuudelle on merkittävä, ja ne lupaavat uusia edistysaskeleita vasta-aineiden kehittämisessä ja hengenpelastavien hoitojen tuottamisessa.

Tutustu mahtavien CHO-solujen hyötyihin

Seuraavassa luetellaan joitakin CHO-solulinjan keskeisiä etuja, jotka tekevät siitä houkuttelevan tutkimustyökalun.

Viljelyn helppous: CHO-solulinjan viljelymenetelmät ja -olosuhteet eivät ole hankalia. Nämä solut ovat sitkeitä ja sietävät vaihtelevia lämpötilan ja pH:n muutoksia. Näin ollen ne soveltuvat erinomaisesti laajamittaiseen viljelyyn.
Translaation jälkeiset muutokset: Nämä solut muistuttavat ihmissoluja ja pystyvät tuottamaan samanlaisia translaation jälkeisiä muutoksia. Näin ollen CHO-soluista voidaan valmistaa bioyhteensopivia biologisia tuotteita, joilla on erinomainen farmaseuttinen aktiivisuus.
Korkea tuottavuus: CHO-soluja käytetään laajalti rekombinanttiproteiinien suurten saantojen tuottamiseen. CHO-solulinjan geneettisen optimoinnin tuloksena on saatu noin 3-10 grammaa proteiinia litraa viljelmää kohti.
Geeniekspressio: CHO-soluja on helppo transfektoida, minkä vuoksi niitä käytetään usein ohimeneviin ja stabiileihin ekspressiotutkimuksiin. Lisäksi monia geneettisiä työkaluja käytetään geenien knock-in- ja knockout-mallien kehittämiseen CHO-solulinjan avulla.
Viranomaisten hyväksynnät: CHO-soluja on käytetty lähes 50:ssä Yhdysvalloissa ja EU:ssa hyväksytyssä bioterapia-aineessa.
Alhainen virusherkkyys: Koska solut ovat peräisin hamsterista, ihmisvirusten leviämisriski on pienempi, mikä vähentää tuotantotappioita ja lisää bioturvallisuutta.

CHO-solujen tärkeimmät ominaisuudet

Morfologia: CHO-soluilla on epiteelisolujen kaltainen ulkonäkö, pitkänomainen ja fibroblastimainen muoto. Ne ovat tarttuvia ja kasvavat tyypillisesti monokerroksina.
Solujen koko: CHO-solujen keskimääräinen halkaisija on 12-14 μm.
Genomi ja ploidia: CHO-solut ovat aneuploideja, ja niillä on 21 kromosomia, mikä poikkeaa kiinanhamsterin euploidista kromosomimäärästä. CHO-solujen karyotyypille on ominaista useat rakenteelliset uudelleenjärjestelyt, mukaan lukien kromosomi 2:n ja X-materiaalin osittainen häviäminen.

Mikroskooppikuvat CHO-soluista: korkeassa konfluenssissa (vasemmalla) ja noin 50 prosentin konfluenssissa (oikealla).

CHO- ja CHO-K1-solulinjan vertailu

Siitä lähtien, kun alkuperäinen CHO-solulinja raportoitiin vuonna 1956, siitä on luotu monia muunnelmia eri tarkoituksiin. CHO-K1 luotiin yhdestä CHO-solujen kloonista vuonna 1957, ja CHO-DXB11 (tunnetaan myös nimellä CHO-DUKX) valmistettiin myöhemmin mutageenisesti etyylimetanessulfonaatilla. Niiden käyttökelpoisuus oli kuitenkin rajallinen, koska ne kykenivät palaamaan DHFR-aktiivisiksi, kun ne mutageenistettiin. Myöhemmin CHO-soluja mutageenistettiin gammasäteilyllä, jotta saatiin CHO-DG44, jossa molemmat DHFR-alleelit poistettiin kokonaan. Nämä DHFR-puutteelliset kannat tarvitsevat glysiiniä, hypoksantiiniä ja tymidiiniä kasvuunsa, ja niitä käytetään laajalti teollisessa proteiinituotannossa. Muut valintajärjestelmät ovat sittemmin tulleet suosituiksi, ja isäntäsolujen, kuten CHO-K1:n, CHO-S:n ja CHO-Pro minuksen, on osoitettu tuottavan suuria määriä proteiineja. Geneettisen epävakauden vuoksi näitä solulinjoja viljellään usein suspensioviljelybioreaktoreissa eläinkomponentittomissa tai kemiallisesti määritellyissä väliaineissa. Keskusteltiin myös CHO-solujen genetiikan ja kloonijohtamisen monimutkaisuudesta.

CHO-solujen avulla saavutetaan läpimurtoja

Kymmenen vinkkiä CHO-solujen viljelyyn

CHO-solulinja on vähän huoltoa vaativa solulinja, jota on helppo viljellä.
CHO-solujen populaation kaksinkertaistumisaika on nopea, 14-17 tuntia.
CHO-solut ovat tarttuvia ja kasvavat monokerroksina tai ne voidaan kasvattaa suspensiossa.
Subkulturoi CHO-solut 80-90 prosentin konfluenssissa Accutasea käyttäen.
Kylvä CHO-solut 1 x¹⁰⁴ solua/cm2 solutiheydellä, jotta saadaan konfluentti monokerros noin 4 päivässä.
Optimaalista viljelyä varten käytetään 50:50 DMEM- ja Ham's F12 -seosta, jota on täydennetty 5 % FBS:llä ja L-glutamiinilla.
Kasvualusta on uusittava 2-3 kertaa viikossa.
Viljele CHO-soluja kostutetussa inkubaattorissa, johon on lisätty 5 % CO2-kaasua 37 °C:ssa.
Säilytä CHO-solut nestemäisen typen höyry- tai nestefaasissa (-196 °C).
Noudata CHO-solulinjan käsittelyssä ja viljelyssä bioturvallisuustason 1 ohjetta.

CHO-soluja koskevat protokollat, videot ja viimeaikaiset julkaisut

Seuraavassa on joitakin erinomaisia resursseja, joihin voit tutustua CHO-solulinjan viljelystä ja ylläpidosta oppimiseksi.

Laaja CHO-soluja koskeva soluviljelyprotokolla: Tämä linkki auttaa sinua oppimaan kaiken CHO-solujen subkulturoinnista ja transfektiosta.
CHO-solut: Tämä sivusto tarjoaa perustietoa CHO-solulinjan soluviljelystä, mukaan lukien solujen jakaminen, varastointi, jäädyttäminen ja sulattaminen jne.
CHO-solujen sulattaminen: Tämä video näyttää esimerkinomaisen sulatusprotokollan pakastetuille CHO-soluille.

CHO-solulinjan transfektioprotokollat

CHO-solut soveltuvat hyvin sekä ohimenevään että stabiiliin geenitransfektioon. Seuraavassa on joitakin resursseja, jotka tarjoavat hyödyllistä tietoa CHO-solulinjan transfektioprotokollista.

CHO-solujen transfektio: Tässä julkaistussa artikkelissa esitetään CHO-solulinjan ohimenevä transfektioprotokolla, jossa käytetään lineaarista polyetyleenimiinia (PEI).
CHO-solujen transfektiomenetelmät: Tässä artikkelissa selitetään erilaisia strategioita CHO-solulinjojen tehokkaaseen transfektioon käyttäen erilaisia transfektioreagensseja.
CHO-solujen siirtyvä transfektio: Tässä videossa selitetään kuvien avulla peruskäsitteitä, jotka koskevat ohimeneviä ekspressiotutkimuksia CHO-soluissa.

430,00 €*

Sisältö: 1.5 milliliter

Hinnat ilman veroja ja toimituskuluja

cryovial

Tuotenumero: 603479

Mielenkiintoisia tutkimusjulkaisuja CHO-soluilla

Seuraavassa on yhteenvetoja erilaisista tutkimuksista, joissa on käytetty CHO-soluja:

Tutkimus: (2021): "Rapid, high-yield production of full-length SARS-CoV-2 spike ectodomain by transient gene expression in CHO cells" (2021)
- Tarkoitus: Ekspressoida SARS-CoV-2:n piikin ektodomeenia CHO-soluissa käyttämällä kolmea ohimenevää transfektiomenetelmää korkean tuottavuuden saavuttamiseksi.
- Menetelmät: CHO-solut transfektoitiin plasmideilla, jotka koodasivat täyspitkää SARS-CoV-2:n piikin ektodomeenia, käyttäen kolmea transienttista transfektiomenetelmää. Proteiiniekspressiota arvioitiin ELISA:lla ja Western blotilla.
- Tärkeimmät tulokset: Kaikilla kolmella ohimenevällä transfektiomenetelmällä saavutettiin korkea proteiiniekspressio, ja suurin saanto saatiin polyetyleenimiinimenetelmällä.
Tutkimus: "Vakaan CHO-solulinjan kehittäminen MERS-koronaviruksen rokoteantigeenin ilmentämistä varten" (2018)
- Tarkoitus: Tuottaa MERS-koronavirusantigeenia CHO-soluissa käytettäväksi tulevana rokotekandidaattina.
- Menetelmät: CHO-solut transfektoitiin MERS-koronavirusantigeenia koodaavalla plasmidilla ja valittiin stabiiliin ilmentymiseen käyttämällä genetiinejä. Proteiinin ilmentymistä arvioitiin ELISA:lla ja Western blotilla.
- Tärkeimmät tulokset: Stabiili CHO-solulinja osoitti proteiinin korkeaa ilmentymistä ja vakautta useiden läpikäyntien aikana.
Tutkimus: "Etelämantereen makrolevistä peräisin olevien rasvahappojen sytotoksinen vaikutus ihmisen rintasyöpäsolujen kasvuun" (2018)
- Tarkoitus: Käyttää CHO-soluja kontrollina arvioitaessa syöpälääkkeiden toksisuutta normaaleja soluja kohtaan.
- Menetelmät: CHO-soluja kasvatettiin ja käsiteltiin Etelämantereen makrolevistä peräisin olevilla rasvahapoilla, ja solujen elinkelpoisuus arvioitiin MTT-määrityksellä.
- Tärkeimmät tulokset: Etelämantereen makrolevistä saaduilla rasvahapoilla ei ollut sytotoksisia vaikutuksia CHO-soluihin, mikä viittaa potentiaaliseen käyttöön syövänvastaisena aineena, joka on selektiivinen syöpäsoluille.
Tutkimus: "Kaspaasi-7-geenin knockout parantaa rekombinanttiproteiinin ilmentymistä CHO-solulinjassa solusyklin pysähtymisen kautta G2/M-vaiheeseen" (2022)
- Tarkoitus: CHO-solujen geneettinen manipulointi rekombinanttiproteiinien ilmentymisen parantamiseksi.
- Menetelmä: Kaspaasi-7-geeni tyrmättiin CHO-soluissa CRISPR/Cas9-tekniikalla, ja proteiinin ilmentymistä arvioitiin Western blotilla ja fluoresenssimikroskopialla.
- Tärkeimmät tulokset: Kaspaasi-7-geenin tyrmääminen CHO-soluissa johti proteiiniekspression paranemiseen, mikä johtui todennäköisesti kaspaasi-7:n menetyksen aiheuttamasta G2/M-vaiheen solusyklin pysähtymisestä.
Tutkimus: "CHO-solulinjan kehittäminen ihmisen MMP9:ää vastaan tarkoitettujen rekombinanttivasta-aineiden vakaaseen tuotantoon" (2015)
- Tarkoitus: Tuottaa monoklonaalisia vasta-aineita ihmisen MMP9-proteiinia vastaan CHO-soluissa.
- Menetelmät: CHO-solut transfektoitiin plasmideilla, jotka koodasivat vasta-ainetta ihmisen MMP9:ää vastaan, ja ne valittiin stabiiliin ilmentymiseen käyttämällä genetiinejä. Proteiinin ilmentymistä arvioitiin ELISA:lla ja Western blotilla.
- Tärkeimmät tulokset: Vakaa CHO-solulinja osoitti korkeaa vasta-aineen ilmentymistä ja vakautta useiden läpikäyntien aikana, mikä viittaa potentiaaliseen käyttöön ihmisen MMP9:ään kohdistuvissa terapeuttisissa sovelluksissa.

CHO-soluja koskevia usein kysyttyjä kysymyksiä

Viitteet

Reinhart, D., et al., Bioprocessing of Recombinant CHO-K1, CHO-DG44, and CHO-S: CHO Expression hosts favorisoi joko mAb-tuotantoa tai biomassasynteesiä. Biotekniikka-lehti, 2019. 14(3): p. 1700686.
Pan, X., et al., Metabolinen karakterisointi CHO-solujen koon kasvattamisvaiheessa fed-batch-viljelmissä. Sovellettu mikrobiologia ja biotekniikka, 2017. 101: p. 8101-8313.
Turilova, V.I., T.S. Goryachaya ja T.K. Yakovleva, Chinese hamster ovary cell line DXB-11: chromosomal instability and karyotype heterogeneity. Molecular Cytogenetics, 2021, 14(1): s. 1-12.
Hunter, M., et al., Proteiinien ilmentymisen optimointi nisäkässoluissa. Current protocols in protein science, 2019. 95(1): s. e77.
Nyon, M.P., et al., Engineering a stable CHO cell line for the expression of a MERS-coronavirus vaccine antigen. Vaccine, 2018. 36(14): p. 1853-1862.
Pacheco, B.S., et al., Etelämantereen makrolevistä peräisin olevien rasvahappojen sytotoksinen vaikutus ihmisen rintasyöpäsolujen kasvuun. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6: p. 185.
Ryu, J., et al., CHO-solulinjan kehittäminen ihmisen MMP9:n vastaisten rekombinanttivasta-aineiden vakaaseen tuotantoon. BMC biotekniikka, 2022. 22(1): p. 8.