CHO ląstelės biologinėje gamyboje: pritaikymas ir naujovės
Iš kinų žiurkėno kiaušidės išgauta CHO ląstelių linija yra medicininių ir biologinių tyrimų variklis, turintis platų pritaikymų spektrą. Ši žinduolių ląstelių linija siūlo begalines galimybes, nuo rekombinantinių baltymų gamybos iki genų ekspresijos, toksiškumo tyrimų, mitybos ir genetinių tyrimų.
- Auginimo terpė
- Žiūrėti produkto puslapį
- Padvigubėjimo laikas
- Žiūrėti produkto puslapį
- Augimo tipas
- Adhezinis
- Biologinio saugumo lygis
- BSL-1
- Galima įsigyti
- Cytion — Užsakykite CHO
Mūsų straipsnyje gilinamės į įdomų CHO ląstelių pasaulį, tyrinėdami, kaip šios ląstelės revoliucionizavo biofarmacijos mokslinius tyrimus ir nutiesė kelią gyvybes gelbstinčioms terapijoms. Pasiruoškite atskleisti galingų CHO ląstelių paslaptis ir sužinoti, kaip jos skatina novatoriškus laimėjimus medicinoje ir kitose srityse! Sužinosite viską, ką reikia žinoti prieš pradedant, įskaitant:
- Kas yra CHO ląstelių linija?
- CHO ląstelės: biotechnologijų pramonės pasirinkimas rekombinantinių baltymų gamybai
- CHO ląstelių tyrimų ateities perspektyvos
- Atraskite galingųjų CHO ląstelių privalumus
- Pagrindinės CHO ląstelių savybės
- CHO ir CHO-K1 ląstelių linijų palyginimas
- Pasiekite proveržį su mūsų CHO ląstelėmis
- Dešimt patarimų CHO ląstelių kultivavimui
- Protokolai, vaizdo įrašai ir naujausi leidiniai apie CHO ląsteles
- Įdomūs moksliniai leidiniai apie CHO ląsteles
- Dažnai užduodami klausimai apie CHO ląsteles
- Nuorodos
- Dažnai užduodami klausimai
Kas yra CHO ląstelių linija?
Nuo tada, kai 1957 m. Theodore T. Puck jas sukūrė, kinų žiurkėno kiaušidžių (CHO) ląstelės tapo pagrindine biologinių ir medicininių tyrimų medžiaga dėl savo greito augimo ir didelio baltymų gamybos. Šios epitelio ląstelės, gautos iš kinų žiurkėno kiaušidžių, plačiai naudojamos biogamyboje, genetikoje, toksiškumo tyrimuose, mitybos ir genų ekspresijos tyrimuose.
CHO ląstelės gali gaminti baltymus su posttransliacinėmis modifikacijomis (PTM), panašiomis į tas, kurios randamos žmonėse. Jos taip pat neturi prolino sintezės ir neišreiškia epiderminio augimo faktoriaus receptoriaus (EGFR), todėl yra idealios įvairioms EGFR mutacijoms tirti.
Biologinėje gamyboje CHO ląstelės plačiai naudojamos monokloninių antikūnų, rekombinantinių baltymų ir vakcinų gamybai. Gamybai patvirtinta daugiau nei 60 terapinių baltymų, pagamintų naudojant CHO ląsteles, o jų naudojimas toliau plečiasi. Mūsų straipsnyje nagrinėjamos išskirtinės CHO ląstelių savybės ir įvairios jų taikymo sritys, pabrėžiant jų lemiamą vaidmenį skatinant pažangą biomedicinoje ir kitose srityse. Pasiruoškite tyrinėti įspūdingą CHO ląstelių pasaulį ir atrasti jų neprilygstamą potencialą biomedicininiuose tyrimuose!
CHO ląstelės: biotechnologinės farmacijos pramonės pagrindinis pasirinkimas rekombinantinių baltymų gamybai
Biotechnologijų pramonėje kinų žiurkėno kiaušidžių (CHO) ląstelės dažnai naudojamos biotechnologiniams vaistams, pavyzdžiui, monokloniniams antikūnams, rekombinantiškiems baltymams ir vakcinoms, gaminti.
Nors galbūt to nežinote, jei kada nors buvote gydomi monokloniniais antikūnais, kaltės gali būti būtent kinų žiurkėno kiaušidžių (CHO) ląstelės. Šios prisitaikančios ląstelės biotechnologijų pramonėje dažnai naudojamos rekombinantinių baltymų, kurie naudojami biomedicininiuose tyrimuose, diagnostikoje ir įvairiuose terapiniuose preparatuose, gamybai. Baltyminiai vaistai, vadinami monokloniniais antikūnais (mAbs), naudojami įvairių ligų, pvz., vėžio, autoimuninių ligų ir infekcinių ligų, gydymui. Kadangi CHO ląstelės atlieka posttransliacines modifikacijas, panašias į tas, kurios vyksta žmogaus ląstelėse, jos dažnai naudojamos mAb gamybai. Šios modifikacijos yra būtinos, kad šie vaistai veiktų tinkamai.
Genetinės inžinerijos būdu sukurti baltymai vadinami rekombinantiniais baltymais. Be to, kad jie yra tyrimų reagentai, jie taip pat gali būti naudojami kaip terapiniai preparatai ir diagnostikos priemonės. Kadangi CHO ląstelės gali patirti posttransliacines modifikacijas ir turi sudėtingą glikozilinimą, panašų į žmogaus ląstelėse pasitaikantį, jos ypač tinka rekombinantinių baltymų gamybai dėl savo greito augimo, didelio baltymų ekspresijos lygio ir gebėjimo išreikšti didelius baltymų kiekius. CHO ląstelių linija, kurios išeiga svyruoja nuo 3 iki 10 gramų viename kultūros litre, yra revoliucinis pokytis biotechnologinių vaistų srityje dėl savo neprilygstamo gebėjimo masiniu būdu gaminti terapinius baltymus. Dėl genetinės optimizacijos, kuri padidina jų gebėjimą generuoti didelius kiekius rekombinantinių baltymų, CHO ląstelės dabar yra svarbi šiuolaikinės biomedicinos sudedamoji dalis.
Vakcinos yra biotechnologiniai vaistai, naudojami virusų ir bakterijų sukeliamoms infekcijoms prevencijai ir gydymui. Vakcinos nuo COVID-19 yra vienos iš tų, kurios gaminamos naudojant CHO ląsteles. Mokslininkai sukūrė daugybę metodų, įskaitant genetinę inžineriją, terpės optimizavimą ir procesų kūrimą, siekdami pagerinti CHO ląstelių našumą biotechnologinių vaistų gamyboje. Šie metodai leido sukurti didelio našumo ir mažos kainos kultūrų sistemas biotechnologinių vaistų gamybai naudojant CHO ląsteles. CHO ląstelės turi platų taikymo spektrą, įskaitant:
CHO ląstelės biotechnologinių vaistų gamyboje
CHO ląstelės naudojamos įvairių bioterapinių preparatų gamybai, įskaitant rekombinantinius baltymus ir monokloninius antikūnus, naudojamus tokių ligų kaip vėžys, autoimuninės ligos ir infekcinės ligos gydymui. CHO ląstelių naudojimas biotechnologinių vaistų gamyboje daugiausia grindžiamas jų gebėjimu atlikti posttransliacines modifikacijas, panašias į žmogaus ląstelių, todėl jos yra idealios žinduolių šeimininkės žmogaus organizmui suderinamų terapinių baltymų gamybai. Išsamus CHO šeimininkės ląstelių baltymų profilių supratimas ir šeimininkės ląstelių baltymų ELISA metodų taikymas yra neatsiejama dalis užtikrinant CHO ląstelių sistemose gaminamų biofarmacinių preparatų grynumą ir saugumą. Dėl to CHO ląstelės įtvirtino savo poziciją kaip daugiafunkcinė platforma biotechnologijų pramonėje.
Pažanga CHO ląstelių pagrindu gaminamų antikūnų gamyboje
CHO ląstelės plačiai naudojamos monokloninių antikūnų gamyboje, kurie revoliucionizavo biomedicinos sritį, suteikdami tikslinį gydymą įvairioms ligoms. CHO ląstelės tapo kertiniu akmeniu rekombinantinių antikūnų ekspresijoje ir baltymų terapinių preparatų gamyboje dėl savo gebėjimo teisingai sulankstyti, surinkti ir modifikuoti žmogaus baltymus. Antikūnų gamyba naudojant CHO ląsteles vystėsi kartu su ląstelių kultūros technikų ir CHO ląstelių inžinerijos tobulinimu, o tai leido sukurti aukštos kokybės CHO ląsteles, kurios yra labai svarbios biotechnologinių vaistų kūrimui. Siekiant optimizuoti CHO ląstelių sistemas ir padidinti antikūnų gamybos efektyvumą, buvo taikomi kompleksiniai biotechnologiniai metodai, įskaitant DNR technologijas ir sudėtingus ląstelių kultūros metodus.
Molekulinė biologija ir CHO ląstelių inžinerija
Molekulinės biologijos metodų ir CHO ląstelių kultivavimo sujungimas leido sukurti transgenines CHO ląstelių linijas ir manipuliuoti kinų žiurkių ląstelių mutacijomis, siekiant gauti norimas savybes. Šie ląstelių inžinerijos ir DNR technologijos pasiekimai palengvino CHO ląstelių, galinčių gaminti specifinius rekombinantinius baltymus su dideliu efektyvumu, kūrimą. Eukariotinių ląstelių kultūravimo metodų, įskaitant CHO ir HeLa ląsteles, tyrimai padėjo geriau suprasti ląstelių mechanizmus ir optimizuoti žinduolių ląstelių kultūras terapinių baltymų gamybai.
Bet tai dar ne viskas! CHO ląstelės turi ir kitų įdomių pritaikymų biomedicininiuose tyrimuose, įskaitant:
- Toksinio poveikio vertinimą: CHO ląstelės naudojamos vaistų, įskaitant priešvėžinius ir antivirusinius terapinius preparatus, toksiškumui įvertinti. Pavyzdžiui, viename tyrime buvo tiriamas Antarkties mikroalgų riebalų rūgščių specifinis poveikis krūties vėžiui, naudojant CHO kaip kontrolinę ląstelių liniją.
- Genų ekspresija: CHO ląstelės naudojamos stabiliai ir laikinai ekspresuoti genus genų funkcijos tyrimams arba tikslinės baltymų gamybai. Genų redagavimo įrankiai naudojami genų įterpimo ir išjungimo modeliams CHO ląstelių linijose kurti.
CHO ląstelių tyrimų ateities perspektyvos
Tęsiami CHO ląstelių sistemų tyrimai ir plėtra yra sutelkti į šių ląstelių efektyvumo ir universalumo didinimą biotechnologinių vaistų gamyboje. Kadangi CHO ląstelės išlieka rekombinantinių baltymų terapijos priešakyje, jų vaidmuo ateities medicinoje ir biotechnologijose yra reikšmingas, žadantis naujus laimėjimus antikūnų kūrimo ir gyvybę gelbstinčių vaistų gamybos srityse.
Atraskite galingų CHO ląstelių privalumus
Štai keletas pagrindinių CHO ląstelių linijos privalumų, dėl kurių ji yra patraukli tyrimų priemonė.
- Lengvas auginimas: CHO ląstelių linijos auginimo procedūros ir sąlygos nėra sudėtingos. Šios ląstelės yra atsparios ir gali toleruoti įvairius temperatūros ir pH pokyčius. Todėl jos idealiai tinka didelio masto auginimui.
- Posttransliacinės modifikacijos: Šios ląstelės yra panašios į žmogaus ląsteles ir gali sukelti panašias posttransliacines modifikacijas. Taigi, CHO ląstelės gali būti naudojamos biologiškai suderinamų biologinių produktų su puikiu farmakologiniu poveikiu gamybai.
- Didelis produktyvumas: CHO ląstelės plačiai naudojamos didelio derlingumo rekombinantinių baltymų gamybai. Genetinis CHO ląstelių linijos optimizavimas leido pasiekti maždaug 3–10 gramų baltymų viename kultūros litre.
- Genų ekspresija: CHO ląstelės yra lengvai transfekuojamos, todėl jos dažnai naudojamos laikinos ir stabilios ekspresijos tyrimams. Be to, naudojant CHO ląstelių liniją, daugelis genetinių priemonių yra naudojamos genų įterpimo ir išjungimo modeliams kurti.
- Vyriausybiniai leidimai: CHO ląstelės buvo naudojamos beveik 50 bioterapinių preparatų, patvirtintų JAV ir ES.
- Mažas jautrumas virusams: Dėl žiurkėno kilmės sumažėja žmogaus virusų plitimo rizika, o tai sumažina gamybos nuostolius ir padidina biologinį saugumą.
Pagrindinės CHO ląstelių savybės
Morfologija: CHO ląstelės atrodo kaip epitelio ląstelės, yra pailgos ir panašios į fibroblastus. Jos yra adhezyvios ir paprastai auga monosluoksniuose.
Ląstelių dydis: Vidutinis CHO ląstelių skersmuo yra 12–14 μm.
Genomas ir ploidija: CHO ląstelės yra aneuploidinės, turi 21 chromosomą, o tai skiriasi nuo euploidinio chromosomų skaičiaus, būdingo kininiams žiurkėnams. CHO ląstelių kariotipui būdingi daugybiniai struktūriniai pertvarkymai, įskaitant dalinį 2 ir X chromosomų medžiagos praradimą.
CHO ir CHO-K1 ląstelių linijų palyginimas
Nuo tada, kai 1956 m. buvo pranešta apie pirminę CHO ląstelių liniją, įvairiems tikslams buvo sukurta daug šios ląstelių linijos variantų. CHO-K1 buvo sukurta iš vieno CHO ląstelių klono 1957 m., o CHO-DXB11 (taip pat žinoma kaip CHO-DUKX) vėliau buvo sukurta mutagenezės būdu naudojant etilmetansulfonatą. Tačiau jų naudingumas buvo ribotas dėl jų gebėjimo grįžti prie DHFR aktyvumo po mutagenezės. Vėliau CHO ląstelės buvo mutagenizuotos gama spinduliais, siekiant sukurti CHO-DG44, kurioje abu DHFR aleliai buvo visiškai pašalinti. Šioms DHFR trūkumo turinčioms linijoms augimui reikalingas glicinas, hipoksantinas ir timidinas, ir jos plačiai naudojamos pramoninei baltymų gamybai. Vėliau išpopuliarėjo kitos atrankos sistemos, o buvo įrodyta, kad tokios šeimininkės ląstelės kaip CHO-K1, CHO-S ir CHO-Pro minus pagamina didelius baltymų kiekius. Dėl genetinio nestabilumo šios ląstelių linijos dažnai auginamos suspensijos kultūros bioreaktoriuose, naudojant terpę be gyvūninės kilmės komponentų arba chemiškai apibrėžtą terpę. Taip pat buvo aptartos CHO ląstelių genetikos ir klonų kilmės sudėtingos ypatybės.
Atraskite proveržį su mūsų CHO ląstelėmis
Dešimt patarimų, kaip auginti CHO ląsteles
- CHO ląstelių linija yra lengvai auginama ir nereikalauja daug priežiūros.
- CHO ląstelių populiacija padvigubėja per 14–17 valandų.
- CHO ląstelės yra adhezyvios ir auga kaip monosluoksniai arba gali būti pritaikytos augti suspensijoje.
- CHO ląsteles subkultivuokite, kai jų tankis pasiekia 80–90 %, naudodami „Accutase“.
- Sėkite CHO ląsteles 1 x 104 ląstelių/cm2 tankumu, kad po maždaug 4 dienų susidarytų konfluentinis monosluoksnis.
- Optimaliam auginimui naudokite 50:50 DMEM ir Ham's F12 mišinį, papildytą 5 % FBS ir L-glutaminu.
- Auginimo terpę keiskite 2–3 kartus per savaitę.
- Auginkite CHO ląsteles drėgname inkubatoriuje, papildytame 5 % CO2 dujų, 37 °C temperatūroje.
- CHO ląsteles laikykite skysto azoto garų arba skystoje fazėje (-196 °C).
- Laikykitės 1 lygio biologinio saugumo gairių, susijusių su CHO ląstelių linijos tvarkymu ir auginimu.
Protokolai, vaizdo įrašai ir naujausi leidiniai apie CHO ląsteles
Čia pateikiami puikūs ištekliai, kuriuos verta išnagrinėti norint sužinoti daugiau apie CHO ląstelių linijos auginimą ir priežiūrą.
- Išsamus CHO ląstelių kultivavimo protokolas: Ši nuoroda padės jums sužinoti viską apie CHO ląstelių subkultivavimą ir transfekciją.
- CHO ląstelės: šioje svetainėje pateikiama pagrindinė informacija apie CHO ląstelių linijos kultūrą, įskaitant ląstelių dalijimą, laikymą, užšaldymą, atšildymą ir kt.
- CHO ląstelių atšildymas: šiame vaizdo įraše pateikiamas pavyzdinis užšaldytų CHO ląstelių atšildymo protokolas.
CHO ląstelių linijos transfekcijos protokolai
CHO ląstelės yra labai tinkamos tiek laikiniam, tiek stabiliam genų transfekavimui. Čia pateikiami šaltiniai, kuriuose rasite naudingos informacijos apie CHO ląstelių linijos transfekcijos protokolus.
- CHO ląstelių transfekcija: šiame straipsnyje pateikiamas laikinosios transfekcijos protokolas CHO ląstelių linijai, naudojant linijinį polietileniminą (PEI).
- CHO ląstelių transfekcijos metodai: Šiame straipsnyje paaiškinamos įvairios strategijos, kaip efektyviai atlikti CHO ląstelių linijų transfekciją naudojant skirtingus transfekcijos reagentus.
- Laikinas CHO ląstelių transfekavimas: šiame vaizdo įraše iliustracijomis paaiškinamos pagrindinės sąvokos, susijusios su laikinos ekspresijos tyrimais CHO ląstelėse.
Įdomūs moksliniai straipsniai, kuriuose naudojamos CHO ląstelės
Toliau pateikiami įvairių tyrimų, kuriuose buvo naudojamos CHO ląstelės, apibendrinimai:
Tyrimas: „Greita ir didelio našumo visos ilgio SARS-CoV-2 spike ekodomainos gamyba, naudojant laikinas genų ekspresijas CHO ląstelėse“ (2021)
- Tikslas: Ekspresuoti SARS-CoV-2 spike ekodomainą CHO ląstelėse, naudojant tris laikinos transfekcijos metodus, siekiant didelio produktyvumo.
- Metodika: CHO ląstelės buvo transfekuotos plazmidėmis, koduojančiomis visą SARS-CoV-2 spike ektodomeną, naudojant tris laikinos transfekcijos metodus. Baltyminė ekspresija buvo vertinama ELISA ir Western blot metodais.
- Pagrindiniai rezultatai: Visi trys laikinos transfekcijos metodai parodė aukštą baltymų ekspresijos lygį, o didžiausias išeigos kiekis buvo gautas naudojant polietilenimino metodą.
Tyrimas: „Stabilios CHO ląstelių linijos kūrimas MERS koronaviruso vakcinos antigeno ekspresijai“ (2018)
- Tikslas: pagaminti MERS koronaviruso antigeną CHO ląstelėse, kad jį būtų galima naudoti kaip būsimą vakcinos kandidatą.
- Metodika: CHO ląstelės buvo transfekuotos plazmidu, koduojančiu MERS koronaviruso antigeną, ir atrinktos stabiliai ekspresijai naudojant geneticiną. Baltyminė ekspresija buvo vertinama ELISA ir Western blot metodais.
- Pagrindiniai rezultatai: Stabili CHO ląstelių linija parodė aukštą baltymų ekspresijos lygį ir stabilumą per kelis pasėlius.
Tyrimas: „Antarkties makroalgų riebalų rūgščių citotoksinis poveikis žmogaus krūties vėžio ląstelių augimui“ (2018)
- Tikslas: Naudoti CHO ląsteles kaip kontrolę, siekiant įvertinti priešvėžinių preparatų toksiškumą normalioms ląstelėms.
- Metodika: CHO ląstelės buvo kultivuojamos ir apdorojamos riebalų rūgštimis iš Antarkties makroalgų, o ląstelių gyvybingumas buvo vertinamas naudojant MTT testą.
- Pagrindiniai rezultatai: Riebalų rūgštys iš Antarkties makroalgų neparodė jokio citotoksinio poveikio CHO ląstelėms, o tai rodo galimą jų panaudojimą kaip priešvėžinių preparatų, selektyviai veikiančių vėžines ląsteles.
Tyrimas: „Kaspazės-7 geno išjungimas pagerina rekombinantinio baltymo ekspresiją CHO ląstelių linijoje per ląstelių ciklo sustabdymą G2/M fazėje“ (2022)
- Tikslas: Genetiškai modifikuoti CHO ląsteles, siekiant pagerinti rekombinantinių baltymų ekspresiją.
- Metodika: Kaspa-7 genas buvo išjungtas CHO ląstelėse naudojant CRISPR/Cas9 technologiją, o baltymų ekspresija buvo vertinama taikant Vakarų dėmės metodą ir fluorescencinę mikroskopiją.
- Pagrindiniai rezultatai: Caspase-7 geno išjungimas CHO ląstelėse pagerino baltymų ekspresiją, greičiausiai dėl G2/M fazės ląstelių ciklo sustabdymo, kurį sukėlė caspase-7 praradimas.
Tyrimas: „CHO ląstelių linijos, skirtos stabiliai gaminti rekombinantinius antikūnus prieš žmogaus MMP9, kūrimas“ (2015)
- Tikslas: pagaminti monokloninius antikūnus prieš žmogaus MMP9 baltymą CHO ląstelėse.
- Metodika: CHO ląstelės buvo transfekuotos plazmidėmis, koduojančiomis antikūną prieš žmogaus MMP9, ir atrinktos stabiliai ekspresijai naudojant geneticiną. Baltyminė ekspresija buvo vertinama ELISA ir Vakarų dėmės metodais.
- Pagrindiniai rezultatai: Stabili CHO ląstelių linija parodė aukštą antikūnų ekspresijos lygį ir stabilumą per kelis pasėlius, o tai rodo galimą panaudojimą terapinėse taikymuose, nukreiptose prieš žmogaus MMP9.
Dažnai užduodami klausimai apie CHO ląsteles
Literatūra
- Reinhart, D. ir kt., „Rekombinantinių CHO-K1, CHO-DG44 ir CHO-S bioprocesai: CHO ekspresijos šeimininkai palankūs arba monokloninių antikūnų gamybai, arba biomasės sintezei“. Biotechnologijos žurnalas, 2019. 14(3): p. 1700686.
- Pan, X., et al., CHO ląstelių dydžio didėjimo fazės metabolinis apibūdinimas fed-batch kultūrose. Taikomoji mikrobiologija ir biotechnologija, 2017. 101: p. 8101–8313.
- Turilova, V.I., T.S. Goryachaya ir T.K. Yakovleva, Kinijos žiurkėno kiaušidžių ląstelių linija DXB-11: chromosomų nestabilumas ir kariotipo heterogeniškumas. Molekulinė citogenetika, 2021, 14(1): p. 1–12.
- Hunter, M. ir kt., baltymų ekspresijos optimizavimas žinduolių ląstelėse. Dabartiniai baltymų mokslo protokolai, 2019. 95(1): p. e77.
- Nyon, M.P. ir kt., Stabilių CHO ląstelių linijos kūrimas MERS koronaviruso vakcinos antigeno ekspresijai. Vaccine, 2018. 36(14): p. 1853–1862.
- 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.
- Ryu, J. ir kt., CHO ląstelių linijos, skirtos stabiliai gaminti rekombinantinius antikūnus prieš žmogaus MMP9, kūrimas. BMC biotechnology, 2022. 22(1): p. 8.