CHO-sejtek a biogyártásban: alkalmazások és innovációk
A kínai hörcsög petefészkéből származó CHO sejtvonal széles körű alkalmazási lehetőségeinek köszönhetően az orvosi és biológiai kutatások motorja. Ez az emlős sejtvonal végtelen lehetőségeket kínál, a rekombináns fehérje előállítástól a génkifejeződésen, a toxicitási szűrésen és a táplálkozáson át a genetikai kutatásokig.
- Növekedési tápközeg
- Lásd a termékoldalt
- Duplázódási idő
- Lásd a termékoldalt
- Növekedési típus
- Adherens
- Biológiai biztonsági szint
- BSL-1
- Kapható
- Cytion — Rendeljen CHO-t
Cikkünk a CHO-sejtek lenyűgöző világába kalauzolja el az olvasót, bemutatva, hogy ezek a sejtek hogyan forradalmasították a biogyógyszerészeti kutatást, és hogyan nyitották meg az utat az életmentő terápiák előtt. Készüljön fel a hatalmas CHO-sejtek titkainak feltárására, és fedezze fel, hogyan hozzák elő a gyógyászatban és más területeken is áttörő fejlődést! Megtudhat mindent, amit tudnia kell a kezdéshez, beleértve:
- Mi az a CHO sejtvonal?
- CHO-sejtek: a biogyógyszeripar első számú választása a rekombináns fehérjék előállításához
- A CHO-sejtkutatás jövőbeli kilátásai
- Fedezze fel a hatalmas CHO-sejtek előnyeit
- A CHO sejtek főbb jellemzői
- A CHO és a CHO-K1 sejtvonal összehasonlítása
- Fedezze fel a CHO sejtekkel elérhető áttöréseket
- Tíz tipp a CHO-sejtek tenyésztéséhez
- Protokollok, videók és friss publikációk a CHO-sejtekről
- Érdekes kutatási publikációk a CHO-sejtekről
- Gyakran feltett kérdések a CHO-sejtekről
- Hivatkozások
- Gyakran feltett kérdések
Mi az a CHO sejtvonal?
A Theodore T. Puck által 1957-ben létrehozott kínai hörcsög petefészek (CHO) sejtek gyors növekedésük és magas fehérjetermelésük miatt a biológiai és orvosi kutatások alapvető elemeivé váltak. Ezeket a kínai hörcsög petefészkéből származó hámsejteket széles körben használják a biogyártásban, a genetikában, a toxicitási szűrésben, a táplálkozástudományban és a génexpressziós kutatásokban.
A CHO sejtek olyan transzlációs utáni módosításokkal (PTM-ekkel) rendelkező fehérjéket képesek termelni, amelyek hasonlóak az emberben találhatóakhoz. Ezenkívül prolin-szintézisük hiányos, és nem fejezik ki az epidermális növekedési faktor receptorát (EGFR), ami ideálisvá teszi őket különböző EGFR-mutációk vizsgálatához.
A biogyártásban a CHO-sejteket széles körben használják monoklonális antitestek, rekombináns fehérjék és vakcinák előállítására. Több mint 60, CHO-sejtekkel előállított terápiás fehérje gyártását engedélyezték, és alkalmazásuk folyamatosan bővül. Cikkünk a CHO-sejtek figyelemre méltó tulajdonságait és sokrétű alkalmazási területeit vizsgálja, kiemelve azok döntő szerepét a biomedicina és más területek fejlődésében. Készüljön fel a CHO-sejtek lenyűgöző világának felfedezésére, és ismerje meg azok páratlan potenciálját a biomedicinális kutatásban!
CHO-sejtek: a biogyógyszeripar első számú választása a rekombináns fehérjék előállításához
A biotechnológiai iparban a kínai hörcsög petefészek (CHO) sejteket gyakran használják olyan biogyógyszerek előállításához, mint a monoklonális antitestek, a rekombináns fehérjék és a vakcinák.
Bár talán nem is tud róla, ha valaha monoklonális antitest-terápián esett át, az valószínűleg a kínai hörcsög petefészeksejteknek (CHO-sejteknek) köszönhető. Ezeket az alkalmazkodóképes sejteket a biogyógyszeripar gyakran használja rekombináns fehérjék előállítására, amelyeket az orvostudományi kutatásban, a diagnosztikában és számos terápiás alkalmazásban használnak. A monoklonális antitestek (mAb-ek) nevű fehérjealapú terápiás szerek számos betegség, például rák, autoimmun betegségek és fertőző betegségek kezelésére szolgálnak. Mivel a CHO-sejtek az emberi sejtekhez hasonló poszt-transzlációs módosításokat hajtanak végre, gyakran használják őket mAb-ek előállítására. Ezek a módosítások szükségesek ahhoz, hogy ezek a terápiás szerek megfelelően működjenek.
A géntechnológiával létrehozott fehérjéket rekombináns fehérjéknek nevezik. Kutatási reagensek mellett terápiás és diagnosztikai célokra is felhasználhatók. Mivel transzlációs utáni módosításokon mennek keresztül, és az emberi sejtekben találhatóhoz hasonló komplex glikozilációval rendelkeznek, a CHO-sejtek gyors növekedésük, magas fehérjeexpressziójuk és nagy mennyiségű fehérje expresszálására való képességük miatt különösen alkalmasak rekombináns fehérjék előállítására. A tenyészet literenkénti 3–10 grammos hozamával a CHO sejtvonal a terápiás fehérjék tömegtermelésére irányuló páratlan képessége révén forradalmi változást hozott a biogyógyszeriparban. A CHO-sejtek ma már a modern biomedicina elengedhetetlen részét képezik a genetikai optimalizálásnak köszönhetően, amely növeli a nagy mennyiségű rekombináns fehérje előállítására való képességüket.
A vakcinák olyan biogyógyszerek, amelyeket vírusok és baktériumok által okozott fertőzések megelőzésére és kezelésére használnak. A COVID-19 elleni vakcinák is a CHO-sejtekből előállított vakcinák közé tartoznak. A tudósok számos technikát fejlesztettek ki, többek között a génmódosítást, a táptalaj-optimalizálást és a folyamatfejlesztést, hogy javítsák a CHO-sejtek teljesítményét a biogyógyszerek előállításában. Ezek a technikák eredményeként jött létre a CHO-sejteket felhasználó, nagy hozamú, alacsony költségű tenyésztési rendszer a biogyógyszerek előállításához. A CHO-sejtek széles körű alkalmazási területei a következők:
CHO-sejtek a biogyógyszergyártásban
A CHO-sejteket különféle bioterápiás szerek előállítására használják, ideértve a rekombináns fehérjéket és a monoklonális antitesteket, amelyeket olyan betegségek kezelésére alkalmaznak, mint a rák, az autoimmun rendellenességek és a fertőző betegségek. A CHO sejtek biogyógyszeripari alkalmazása nagyrészt annak köszönhető, hogy képesek az emberi sejtekhez hasonló poszttranszlációs módosítások végrehajtására, ami ideális emlős gazdaszervezetté teszi őket az emberi szervezet számára kompatibilis terápiás fehérjék előállításához. A CHO gazdasejt-fehérje profilok átfogó megértése és a gazdasejt-fehérje ELISA technikák alkalmazása elengedhetetlen a CHO sejtrendszerekben előállított biogyógyszerek tisztaságának és biztonságának biztosításához. Ennek eredményeként a CHO sejtek megszilárdították pozíciójukat a biotechnológiai iparban, mint multifunkcionális platform.
Fejlemények a CHO-sejtekre alapuló antitest-előállításban
A CHO-sejteket széles körben használják monoklonális antitestek előállítására, amelyek forradalmasították a biomedicina területét azáltal, hogy célzott terápiákat biztosítanak különböző betegségek kezelésére. A CHO-sejtek a rekombináns antitestek expressziójának és a fehérjealapú terápiás szerek előállításának sarokköveivé váltak, mivel képesek az emberi fehérjék helyes hajtogatására, összeállítására és módosítására. A CHO-sejtekkel történő antitestgyártás a sejtkultúra-technikák és a CHO-sejt-módosítás fejlődésével együtt fejlődött, ami olyan kiváló minőségű CHO-sejtekhez vezetett, amelyek kulcsfontosságúak a biogyógyszerek fejlesztésében. Átfogó biotechnológiai megközelítéseket, beleértve a DNS-technológiát és a kifinomult sejtkultúra-módszereket, alkalmaztak a CHO-sejtrendszerek optimalizálására az antitestgyártás hatékonyságának növelése érdekében.
Molekuláris biológia és CHO-sejt-módosítás
A molekuláris biológiai technikák és a CHO-sejttenyésztés ötvözése transzgenikus CHO-sejtvonalak létrehozásához és a kínai hörcsögsejt-mutánsok manipulálásához vezetett a kívánt tulajdonságok elérése érdekében. A sejtmérnökség és a DNS-technológia ezen fejlődései elősegítették olyan CHO-sejtek kifejlesztését, amelyek képesek specifikus rekombináns fehérjék nagy hatékonyságú előállítására. Az eukarióta sejtek tenyésztési módszereinek kutatása, beleértve a CHO- és a HeLa-sejteket is, hozzájárult a sejtes mechanizmusok jobb megértéséhez és az emlős sejtkultúrák optimalizálásához a terápiás fehérjék termelése céljából.
De ez még nem minden! A CHO-sejteknek más lenyűgöző alkalmazásai is vannak az orvostudományi kutatásban, többek között:
- Toxikológiai szűrés: A CHO-sejteket gyógyszerek, többek között rákellenes és vírusellenes terápiás szerek toxicitásának értékelésére használják. Például egy tanulmány a CHO-t kontroll sejtvonalaként felhasználva vizsgálta az antarktiszi mikroalgákból nyert zsírsavak emlőrák elleni specifikus hatását.
- Génkifejeződés: A CHO-sejteket gének stabil és átmeneti kifejeződésére használják génfunkciós vizsgálatokhoz vagy célzott fehérjeelőállításhoz. Génszerkesztő eszközöket használnak gén-knock-in és -knockout modellek kifejlesztésére CHO-sejtvonalakban.
A CHO-sejtkutatás jövőbeli kilátásai
A CHO-sejtrendszerekkel kapcsolatos folyamatos kutatás és fejlesztés a biogyógyszergyártásban ezeknek a sejteknek a hatékonyságának és sokoldalúságának növelésére összpontosít. Mivel a CHO-sejtek továbbra is a rekombináns fehérje-terápiák élvonalában állnak, szerepük az orvostudomány és a biotechnológia jövőjében jelentős, ígéretes új fejlődést hozva az antitestek fejlesztésében és az életmentő kezelések előállításában.
Fedezze fel a hatalmas CHO-sejtek előnyeit
Íme néhány kulcsfontosságú előnye a CHO sejtvonalnak, amelyek vonzó kutatási eszközzé teszik.
- Könnyű tenyésztés: A CHO sejtvonal tenyésztési eljárásai és feltételei nem igényelnek különösebb odafigyelést. Ezek a sejtek ellenállóak, és képesek elviselni a hőmérséklet- és pH-érték változásait. Ezért ideálisak nagy léptékű tenyésztéshez.
- Transzlációs utáni módosítások: Ezek a sejtek hasonlóak az emberi sejtekhez, és képesek hasonló transzlációs utáni módosításokat előidézni. Így a CHO-sejtek felhasználhatók kiváló gyógyászati hatással rendelkező, biokompatibilis biológiai termékek előállítására.
- Magas termelékenység: A CHO sejteket széles körben használják rekombináns fehérjék nagy hozamú előállítására. A CHO sejtvonal genetikai optimalizálása eredményeként literenként körülbelül 3–10 gramm fehérje nyerhető a tenyészetből.
- Génkifejeződés: A CHO-sejtek könnyen transzfektálhatók, ezért gyakran használják őket átmeneti és stabil expressziós vizsgálatokhoz. Ezenkívül számos genetikai eszközt alkalmaznak gén-knock-in és knock-out modellek kifejlesztésére a CHO-sejtvonal felhasználásával.
- Kormányzati jóváhagyások: A CHO sejteket az USA-ban és az EU-ban jóváhagyott közel 50 bioterápiás készítményben használták.
- Alacsony vírusérzékenység: A hörcsög eredetnek köszönhetően csökken az emberi vírusok terjedésének kockázata, ami csökkenti a termelési veszteségeket és növeli a biológiai biztonságot.
A CHO-sejtek főbb jellemzői
Morfológia: A CHO-sejtek hámsejtszerű megjelenésűek, hosszúkásak és fibroblaszt-szerű alakúak. Adhezívek és jellemzően monorétegben növekednek.
Sejtméret: A CHO-sejtek átlagos átmérője 12–14 μm között van.
Genom és ploiditás: A CHO-sejtek aneuploidok, 21 kromoszómával rendelkeznek, ami eltér a kínai hörcsögben található euploid kromoszómaszámtól. A CHO-sejtek kariotípusát több szerkezeti átrendeződés jellemzi, beleértve a 2. és X kromoszóma anyagának részleges elvesztését.
A CHO és a CHO-K1 sejtvonal összehasonlítása
Amióta 1956-ban beszámoltak az eredeti CHO sejtvonalról, a sejtvonal számos változatát hozták létre különböző célokra. A CHO-K1-et 1957-ben hozták létre a CHO-sejtek egyetlen klónjából, majd a CHO-DXB11-et (más néven CHO-DUKX) etil-metán-szulfonáttal végzett mutagenezis útján állították elő. Hasznosságuk azonban korlátozott volt, mivel mutagenezis hatására visszatértek a DHFR-aktivitáshoz. Később a CHO-sejteket gamma-sugárzással mutagenezálták, így létrehozva a CHO-DG44-et, amelyben mindkét DHFR-allél teljesen eltűnt. Ezek a DHFR-hiányos törzsek növekedésükhöz glicinre, hipoxantinra és timidinre szorulnak, és széles körben használják őket ipari fehérjetermelésre. Azóta más szelekciós rendszerek is népszerűvé váltak, és kimutatták, hogy olyan gazdasejtek, mint a CHO-K1, a CHO-S és a CHO-Pro minus, nagy mennyiségű fehérjét termelnek. A genetikai instabilitás miatt ezeket a sejtvonalakat gyakran állati összetevőktől mentes vagy kémiailag definiált táptalajon, szuszpenziós tenyésztésű bioreaktorokban tenyésztik. Megvitatták a CHO-sejtek genetikájának és klónszármazásának bonyolultságait is.
Áttörések feloldása CHO-sejtjeinkkel
Tíz tipp a CHO-sejtek tenyésztéséhez
- A CHO sejtvonal egy könnyen tenyészthető, kevés gondozást igénylő sejtvonal.
- A CHO-sejtek populációja 14–17 óra alatt megduplázódik.
- A CHO-sejtek adhezívek, monorétegben növekednek, de szuszpenzióban is tenyészthetők.
- A CHO-sejteket 80–90%-os konfluenciánál szubkultúrázzuk Accutase segítségével.
- A CHO-sejteket 1 x 104 sejt/cm2 sejtsűrűséggel vetjük be, hogy körülbelül 4 nap alatt konfluens monoréteg alakuljon ki.
- Az optimális tenyésztéshez használjon 50:50 arányú DMEM és Ham's F12 keveréket, kiegészítve 5% FBS-sel és L-glutaminnal.
- A tenyészközegeket hetente 2–3 alkalommal cserélje ki.
- A CHO sejteket 37 °C-on, 5% CO2-gázzal kiegészített, párásított inkubátorban tenyésztse.
- A CHO sejteket folyékony nitrogén gőz- vagy folyadékfázisában (-196 °C) tárolja.
- A CHO sejtvonal kezelése és tenyésztése során kövesse az 1. szintű biológiai biztonsági irányelveket.
Protokollok, videók és friss publikációk a CHO-sejtekről
Íme néhány kiváló forrás, amelyből többet megtudhat a CHO sejtvonal tenyésztéséről és fenntartásáról.
- Részletes sejtkultúra-protokoll a CHO-sejtekről: Ez a link segítséget nyújt a CHO-sejtek szubkultiválásával és transzfekciójával kapcsolatos ismeretek elsajátításában.
- CHO sejtek: Ez az oldal alapvető sejtkultúra-információkat nyújt a CHO sejtvonalról, beleértve a sejtek osztását, tárolását, fagyasztását és felolvasztását stb.
- CHO-sejtek felolvasztása: Ez a videó egy példaértékű felolvasztási protokollt mutat be fagyasztott CHO-sejtek esetében.
Transzfekciós protokollok a CHO sejtvonalhoz
A CHO-sejtek rendkívül alkalmasak mind átmeneti, mind stabil géntranszfekcióra. Íme néhány forrás, amely hasznos információkat nyújt a CHO-sejtvonal transzfekciós protokolljairól.
- CHO-sejtek transzfekciója: Ez a publikált cikk egy átmeneti transzfekciós protokollt ismertet a CHO-sejtvonalra vonatkozóan, lineáris polietilén-imin (PEI) felhasználásával.
- Transzfekciós módszerek CHO sejtekhez: Ez a cikk különböző stratégiákat ismertet a CHO sejtvonalak hatékony transzfekciójához, különböző transzfekciós reagensek felhasználásával.
- CHO-sejtek átmeneti transzfekciója: Ez a videó illusztrációk segítségével magyarázza el a CHO-sejtekben végzett átmeneti expressziós vizsgálatok alapvető fogalmait.
Érdekes kutatási publikációk CHO-sejtek felhasználásával
Az alábbiakban összefoglaljuk a CHO-sejteket felhasználó különböző tanulmányokat:
Tanulmány: „A SARS-CoV-2 teljes hosszúságú spike ektodoménjének gyors, nagy hozamú előállítása átmeneti génkifejezéssel CHO-sejtekben” (2021)
- Cél: A SARS-CoV-2 spike ektodomén expressziója CHO sejtekben három átmeneti transzfekciós módszer alkalmazásával a magas termelékenység érdekében.
- Módszer: A CHO-sejteket három átmeneti transzfekciós módszer alkalmazásával transzfektálták a teljes hosszúságú SARS-CoV-2 spike ektodomént kódoló plazmidokkal. A fehérjeexpressziót ELISA és Western blot módszerekkel értékelték.
- Főbb eredmények: Mindhárom átmeneti transzfekciós módszer magas fehérjeexpressziós szintet mutatott, a legmagasabb hozamot a polietilén-imin módszerrel érték el.
Tanulmány: „Stabil CHO sejtvonal kialakítása a MERS-koronavírus vakcina antigén expressziójához” (2018)
- Cél: MERS-koronavírus-antigén előállítása CHO-sejtekben, jövőbeli vakcinakandidátumként való felhasználás céljából.
- Módszertan: A CHO sejteket transzfektálták a MERS-koronavírus antigént kódoló plazmiddal, majd genetikinnel szelektálták a stabil expresszió érdekében. A fehérjeexpressziót ELISA és Western blot segítségével értékelték.
- Főbb eredmények: A stabil CHO sejtvonal magas fehérjeexpressziót és stabilitást mutatott több passzálás során.
Tanulmány: „Az antarktiszi makroalgákból származó zsírsavak citotoxikus hatása az emberi emlőrákos sejtek növekedésére” (2018)
- Cél: CHO-sejtek használata kontrollként a rákellenes szerek normál sejtekre gyakorolt toxicitásának értékeléséhez.
- Módszertan: CHO sejteket tenyésztettek és antarktiszi makroalgákból származó zsírsavakkal kezelték, majd az MTT-teszt segítségével értékelték a sejtek életképességét.
- Főbb eredmények: Az antarktiszi makroalgákból származó zsírsavak nem mutattak citotoxikus hatást a CHO-sejtekre, ami arra utal, hogy ráksejtekre szelektív rákellenes szerként alkalmazhatók.
Tanulmány: „A kaszpáz-7 gén kiütése javítja a rekombináns fehérje expresszióját a CHO sejtvonalban a sejtciklus G2/M fázisban történő leállítása révén” (2022)
- Cél: A CHO-sejtek genetikai manipulálása a rekombináns fehérjék expressziójának javítása érdekében.
- Módszertan: A kaszpáz-7 gént CRISPR/Cas9 technológiával kiütötték a CHO sejtekből, és a fehérje expressziót Western blot és fluoreszcens mikroszkópiával értékelték.
- Főbb eredmények: A kaszpáz-7 gén kiütése a CHO sejtekben javította a fehérje expressziót, valószínűleg a kaszpáz-7 elvesztése által okozott G2/M fázisú sejtciklus-leállásnak köszönhetően.
Tanulmány: „CHO sejtvonal kifejlesztése humán MMP9 elleni rekombináns antitestek stabil előállítására” (2015)
- Cél: Monoklonális antitestek előállítása az emberi MMP9 fehérje ellen CHO sejtekben.
- Módszertan: A CHO sejteket transzfektálták az emberi MMP9 elleni antitestet kódoló plazmidokkal, és genetikinnel szelektálták a stabil expresszió érdekében. A fehérjeexpressziót ELISA és Western blot segítségével értékelték.
- Főbb eredmények: A stabil CHO sejtvonal magas szintű antitest-expressziót és stabilitást mutatott több passzálás során, ami arra utal, hogy felhasználható lehet a humán MMP9-et célzó terápiás alkalmazásokban.
Gyakran ismételt kérdések a CHO-sejtekről
Hivatkozások
- Reinhart, D. és társai, A rekombináns CHO-K1, CHO-DG44 és CHO-S bioprocesszálása: a CHO expressziós gazdaszervezetek vagy a monoklonális antitestek termelését, vagy a biomassza szintézisét részesítik előnyben. Biotechnology journal, 2019. 14(3): 1700686. o.
- Pan, X. és társai, A CHO-sejtek méretének növekedési fázisának metabolikus jellemzése fed-batch tenyészetekben. Alkalmazott mikrobiológia és biotechnológia, 2017. 101: 8101–8313. o.
- Turilova, V.I., T.S. Goryachaya és T.K. Yakovleva, DXB-11 kínai hörcsög petefészeksejtvonal: kromoszómális instabilitás és kariotípus-heterogenitás. Molekuláris citogenetika, 2021, 14(1): 1–12. o.
- Hunter, M. és társai, a fehérjeexpresszió optimalizálása emlős sejtekben. Current protocols in protein science, 2019. 95(1): e77.
- Nyon, M.P. és munkatársai, Stabil CHO sejtvonal kialakítása a MERS-koronavírus vakcina antigén expressziójához. Vaccine, 2018. 36(14): 1853–1862. o.
- Pacheco, B.S. és munkatársai, Az antarktiszi makroalgákból származó zsírsavak citotoxikus hatása az emberi emlőrákos sejtek növekedésére. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6: 185. o.
- Ryu, J. és munkatársai, CHO sejtvonal kifejlesztése humán MMP9 elleni rekombináns antitestek stabil előállítására. BMC biotechnology, 2022. 22(1): 8. o.

