Les cellules CHO dans la bioproduction : Applications et innovations

Dérivée de l'ovaire d'un hamster chinois, lalignée cellulaire CHO est un moteur de la recherche médicale et biologique grâce à son large éventail d'applications. Cette lignée cellulaire de mammifère offre des possibilités infinies, de la production de protéines recombinantes à l'expression génétique, en passant par le dépistage de la toxicité, la nutrition et les études génétiques.

Notre article plonge dans le monde fascinant des cellules CHO, en explorant comment ces cellules ont révolutionné la recherche biopharmaceutique et ouvert la voie à des thérapies qui sauvent des vies. Préparez-vous à percer les secrets des puissantes cellules CHO et à découvrir comment elles sont à l'origine d'avancées révolutionnaires en médecine et au-delà ! Vous apprendrez tout ce qu'il faut savoir avant de commencer, notamment :

Qu'est-ce que la lignée cellulaire CHO ?

Depuis leur création en 1957 par Theodore T. Puck, les cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) sont devenues un élément essentiel de la recherche biologique et médicale en raison de leur croissance rapide et de leur production élevée de protéines. Ces cellules épithéliales, dérivées de l'ovaire de hamster chinois, sont largement utilisées dans les domaines de la biofabrication, de la génétique, du dépistage de la toxicité, de la nutrition et des études d'expression génétique.

Les cellules CHO peuvent produire des protéines présentant des modifications post-traductionnelles (PTM) similaires à celles que l'on trouve chez l'homme. Elles sont également déficientes dans la synthèse de la proline et n'expriment pas le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), ce qui les rend idéales pour l'étude de diverses mutations de l'EGFR.

Dans le domaine de la bioproduction, les cellules CHO sont largement utilisées pour produire des anticorps monoclonaux, des protéines recombinantes et des vaccins. Plus de 60 protéines thérapeutiques fabriquées à partir de cellules CHO ont été approuvées pour la production, et leur utilisation continue de s'étendre. Notre article examine les propriétés remarquables et les diverses applications des cellules CHO, en soulignant leur rôle crucial dans les progrès de la biomédecine et au-delà. Préparez-vous à explorer le monde fascinant des cellules CHO et à découvrir leur potentiel inégalé dans la recherche biomédicale !

Comparaison de la lignée cellulaire CHO et de la lignée cellulaire CHO-K1

Depuis que la lignée cellulaire CHO originale a été signalée en 1956, de nombreuses variations de la lignée cellulaire ont été créées à des fins diverses. CHO-K1 a été générée à partir d'un seul clone de cellules CHO en 1957, et CHO-DXB11 (également connue sous le nom de CHO-DUKX) a ensuite été produite par mutagenèse avec du méthanesulfonate d'éthyle. Toutefois, leur utilité était limitée en raison de leur capacité à revenir à l'activité DHFR lorsqu'elles sont mutagénisées. Plus tard, des cellules CHO ont été mutagénisées avec des radiations gamma pour produire CHO-DG44, dans lesquelles les deux allèles DHFR ont été entièrement éliminés. Ces souches déficientes en DHFR ont besoin de glycine, d'hypoxanthine et de thymidine pour se développer et sont largement utilisées pour la production industrielle de protéines. D'autres systèmes de sélection sont devenus populaires depuis, et des cellules hôtes telles que CHO-K1, CHO-S et CHO-Pro minus se sont révélées capables de produire des niveaux élevés de protéines. En raison de leur instabilité génétique, ces lignées cellulaires sont souvent cultivées dans des milieux sans composants animaux ou chimiquement définis dans des bioréacteurs de culture en suspension. Les complexités de la génétique des cellules CHO et de la dérivation clonale ont également été discutées.

Des percées grâce à nos cellules CHO

Dix conseils pour la culture des cellules CHO

1. La lignée cellulaire CHO est une lignée cellulaire qui nécessite peu d'entretien et qui est facile à cultiver.
2. Les cellules CHO ont un temps de doublement rapide de la population de 14 à 17 heures.
3. Les cellules CHO sont adhérentes et se développent en monocouche ou peuvent être adaptées pour se développer en suspension.
4. Sous-cultiver les cellules CHO à 80-90% de confluence à l'aide d'Accutase.
5. Ensemencer les cellules CHO à une densité de 1 x¹⁰⁴ cellules/cm2 pour obtenir une monocouche confluente en 4 jours environ.
6. Pour une culture optimale, utiliser un mélange 50:50 de DMEM et de Ham's F12 complété par 5% de FBS et de L-glutamine.
7. Renouveler le milieu de croissance 2 à 3 fois par semaine.
8. Cultiver les cellules CHO dans un incubateur humidifié avec 5% de CO2 à 37°C.
9. Conserver les cellules CHO dans l'azote liquide en phase vapeur ou liquide (-196°C).
10. Suivre les directives de biosécurité de niveau 1 pour la manipulation et la culture de la lignée cellulaire CHO.

Protocoles, vidéos et publications récentes sur les cellules CHO

Voici d'excellentes ressources à explorer pour en savoir plus sur la culture et la maintenance des lignées de cellules CHO.

1. Un protocole complet de culture cellulaire sur les cellules CHO : Ce lien peut vous aider à tout savoir sur la sous-culture et la transfection des cellules CHO.
2. Cellules CHO: Ce site fournit des informations de base sur la culture cellulaire de la lignée de cellules CHO, y compris la division, le stockage, la congélation et la décongélation des cellules, etc.
3. Décongélation des cellules CHO : Cette vidéo montre un protocole de décongélation exemplaire pour les cellules CHO congelées.

Protocoles de transfection pour les cellules CHO

Les cellules CHO se prêtent très bien à la transfection transitoire et stable de gènes. Voici quelques ressources fournissant des informations utiles sur les protocoles de transfection des lignées de cellules CHO.

• Transfection des cellules CHO: Cet article publié fournit un protocole de transfection transitoire pour la lignée de cellules CHO en utilisant de la polyéthylèneimine linéaire (PEI).
• Méthodes de transfection pour les cellules CHO : Cet article explique différentes stratégies pour une transfection efficace des lignées de cellules CHO en utilisant différents réactifs de transfection.
• Transfection transitoire de cellules CHO : Cette vidéo explique, à l'aide d'illustrations, les concepts de base des études d'expression transitoire dans les cellules CHO.

Publications de recherche intéressantes utilisant des cellules CHO

Voici des résumés de diverses études qui ont utilisé des cellules CHO :

1. Étude : "Production rapide et à haut rendement de l'ectodomaine de pointe SARS-CoV-2 de pleine longueur par expression génique transitoire dans des cellules CHO" (2021)

   • Objectif : exprimer l'ectodomaine de pointe du SARS-CoV-2 dans des cellules CHO à l'aide de trois méthodes de transfection transitoire pour une productivité élevée.
   • Méthodologie : Les cellules CHO ont été transfectées avec des plasmides codant pour l'ectodomaine de pointe SARS-CoV-2 de pleine longueur en utilisant trois méthodes de transfection transitoire. L'expression des protéines a été évaluée par ELISA et Western blot.
   • Principaux résultats : Les trois méthodes de transfection transitoire ont montré des niveaux élevés d'expression de protéines, le rendement le plus élevé étant obtenu par la méthode de la polyéthylèneimine.

2. Étude : "Engineering a stable CHO cell line for the expression of a MERS-coronavirus vaccine antigen" (2018)

   • Objectif : Produire l'antigène du MERS-coronavirus dans des cellules CHO pour l'utiliser comme futur vaccin candidat.
   • Méthodologie : Les cellules CHO ont été transfectées avec un plasmide codant pour l'antigène du MERS-coronavirus et sélectionnées pour une expression stable à l'aide de la généticine. L'expression de la protéine a été évaluée par ELISA et Western blot.
   • Principaux résultats : La lignée cellulaire CHO stable a montré des niveaux élevés d'expression des protéines et une stabilité sur plusieurs passages.

3. Étude : "Cytotoxic activity of fatty acids from Antarctic macroalgae on the growth of human breast cancer cells" (2018)

   • Objectif : Utiliser les cellules CHO comme contrôle pour évaluer la toxicité des agents anticancéreux sur les cellules normales.
   • Méthodologie : Des cellules CHO ont été cultivées et traitées avec des acides gras provenant de macroalgues antarctiques, et la viabilité cellulaire a été évaluée à l'aide du test MTT.
   • Principales conclusions : Les acides gras des macroalgues antarctiques n'ont montré aucun effet cytotoxique sur les cellules CHO, ce qui suggère une utilisation potentielle en tant qu'agent anticancéreux sélectif pour les cellules cancéreuses.

4. Étude : "Knockout of caspase-7 gene improves the expression of recombinant protein in CHO cell line through the cell cycle arrest in G2/M phase" (2022)

   • Objectif : manipuler génétiquement des cellules CHO pour améliorer l'expression de protéines recombinantes.
   • Méthodologie : le gène de la caspase-7 a été désactivé dans des cellules CHO à l'aide de la technologie CRISPR/Cas9, et l'expression des protéines a été évaluée par Western blot et microscopie à fluorescence.
   • Principaux résultats : L'inactivation du gène de la caspase-7 dans les cellules CHO a entraîné une amélioration de l'expression des protéines, probablement en raison de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M causé par la perte de la caspase-7.

5. Étude : "Développement d'une lignée cellulaire CHO pour la production stable d'anticorps recombinants contre la MMP9 humaine" (2015)

   • Objectif : Produire des anticorps monoclonaux contre la protéine humaine MMP9 dans des cellules CHO.
   • Méthodologie : Les cellules CHO ont été transfectées avec des plasmides codant pour l'anticorps contre la MMP9 humaine et sélectionnées pour une expression stable à l'aide de la généticine. L'expression de la protéine a été évaluée par ELISA et Western blot.
   • Principaux résultats : La lignée cellulaire CHO stable a montré des niveaux élevés d'expression d'anticorps et une stabilité sur plusieurs passages, suggérant une utilisation potentielle dans des applications thérapeutiques ciblant la MMP9 humaine.

Questions fréquemment posées sur les cellules CHO

Références

1. Reinhart, D., et al, Bioprocessing of Recombinant CHO-K1, CHO-DG44, and CHO-S : Les hôtes d'expression CHO favorisent la production d'AcM ou la synthèse de biomasse. Biotechnology journal, 2019. 14(3) : p. 1700686.
2. Pan, X., et al, Caractérisation métabolique d'une phase d'augmentation de la taille des cellules CHO dans les cultures fed-batch. Applied microbiology and biotechnology, 2017. 101 : p. 8101-8313.
3. Turilova, V.I., T.S. Goryachaya, et T.K. Yakovleva, Chinese hamster ovary cell line DXB-11 : chromosomal instability and karyotype heterogeneity. Molecular Cytogenetics, 2021, 14(1) : p. 1-12.
4. Hunter, M., et al, optimisation de l'expression des protéines dans les cellules de mammifères. Current protocols in protein science, 2019. 95(1) : p. e77.
5. 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.
6. Pacheco, B.S., et al, Cytotoxic activity of fatty acids from Antarctic macroalgae on the growth of human breast cancer cells. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6 : p. 185.
7. Ryu, J., et al, développement d'une lignée cellulaire CHO pour la production stable d'anticorps recombinants contre la MMP9 humaine. BMC biotechnology, 2022. 22(1) : p. 8.