CHO-celler i bioproduksjon: Anvendelser og innovasjoner

CHO-cellelinjen, som stammer fra eggstokken til en kinesisk hamster, er et kraftverk innen medisinsk og biologisk forskning med sitt brede spekter av bruksområder. Denne pattedyrcellelinjen byr på uendelige muligheter, fra produksjon av rekombinante proteiner til genekspresjon, toksisitetsscreening, ernæring og genetiske studier.

Artikkelen vår dykker ned i CHO-cellenes fascinerende verden og utforsker hvordan disse cellene har revolusjonert biofarmasøytisk forskning og banet vei for livreddende behandlingsformer. Gjør deg klar til å avsløre hemmelighetene bak de mektige CHO-cellene, og finn ut hvordan de er drivkraften bak banebrytende fremskritt innen medisin og mer! Du får vite alt du trenger å vite før du setter i gang, blant annet

Hva er CHO-cellelinjen?

Siden Theodore T. Puck etablerte CHO-celler (Chinese hamster ovary) i 1957, har de blitt en viktig brikke i biologisk og medisinsk forskning på grunn av deres raske vekst og høye proteinproduksjon. Disse epitelcellene, som stammer fra eggstokken til den kinesiske hamsteren, er mye brukt i bioproduksjon, genetikk, toksisitetsscreening, ernæring og genuttrykksstudier.

CHO-celler kan produsere proteiner med posttranslasjonelle modifikasjoner (PTM) som ligner dem man finner hos mennesker. De mangler også prolinsyntese og uttrykker ikke den epidermale vekstfaktorreseptoren (EGFR), noe som gjør dem ideelle for å undersøke ulike EGFR-mutasjoner.

I bioproduksjon brukes CHO-celler i stor utstrekning til å produsere monoklonale antistoffer, rekombinante proteiner og vaksiner. Mer enn 60 terapeutiske proteiner laget med CHO-celler er godkjent for produksjon, og bruken av CHO-celler blir stadig mer utbredt. Artikkelen vår tar for seg CHO-cellenes bemerkelsesverdige egenskaper og mangfoldige bruksområder, og fremhever deres avgjørende rolle som drivkraft for fremskritt innen biomedisin og mer enn det. Gjør deg klar til å utforske CHO-cellenes fascinerende verden og oppdage deres enestående potensial innen biomedisinsk forskning!

CHO-celler: Biofarmasøytisk industri bruker CHO-celler til produksjon av rekombinante proteiner

I bioteknologibransjen brukes CHO-celler (Chinese hamster ovary) ofte til å lage biofarmasøytiske produkter som monoklonale antistoffer, rekombinante proteiner og vaksiner.

Selv om du kanskje ikke er klar over det, kan CHO-celler (Chinese hamster ovary) ha skylden hvis du noen gang har gjennomgått monoklonal antistoffbehandling. Disse tilpasningsdyktige cellene brukes ofte av den biofarmasøytiske industrien til å produsere rekombinante proteiner som brukes i biomedisinsk forskning, diagnostikk og en rekke ulike behandlingsformer. Proteinbaserte legemidler som kalles monoklonale antistoffer (mAbs), brukes til å behandle en rekke sykdommer, som kreft, autoimmune tilstander og infeksjonssykdommer. CHO-celler brukes ofte til å lage mAbs, fordi de utfører posttranslasjonelle modifikasjoner som ligner dem som skjer i humane celler. Disse modifikasjonene er nødvendige for at disse legemidlene skal fungere som de skal.

Proteiner som er fremstilt ved hjelp av genteknologi, kalles rekombinante proteiner. I tillegg til å være forskningsreagenser kan de også brukes som legemidler og diagnostika. Fordi de kan gjennomgå posttranslasjonelle modifikasjoner og har komplekse glykosyleringer som ligner dem man finner i humane celler, er CHO-celler spesielt godt egnet til å lage rekombinante proteiner på grunn av deres raske vekst, høye proteinuttrykk og evne til å uttrykke store mengder protein. CHO-cellelinjen, som gir et utbytte på mellom 3 og 10 gram per liter kultur, er en "game-changer" innen biofarmasøytiske produkter takket være sin enestående evne til å masseprodusere terapeutiske proteiner. CHO-celler er nå en viktig komponent i moderne biomedisin takket være genetisk optimalisering, noe som øker deres kapasitet til å generere store mengder rekombinante proteiner.

Vaksiner er biofarmasøytiske legemidler som brukes til å forebygge og behandle infeksjoner forårsaket av virus og bakterier. Vaksiner mot covid-19 er blant dem som lages med CHO-celler. Forskere har utviklet en rekke teknikker, inkludert genteknologi, medieoptimalisering og prosessutvikling, for å forbedre ytelsen til CHO-celler i produksjonen av biofarmasøytiske produkter. Disse teknikkene har resultert i dyrkingssystemer med høyt utbytte og lave kostnader for produksjon av biofarmasøytiske legemidler ved hjelp av CHO-celler. CHO-celler har et bredt spekter av bruksområder, blant annet

Farmasøytisk produksjonsanlegg.

CHO-celler i biofarmasøytisk produksjon

CHO-celler brukes til å produsere ulike bioterapeutiske legemidler, inkludert rekombinante proteiner og monoklonale antistoffer som brukes i behandling av sykdommer som kreft, autoimmune lidelser og infeksjonssykdommer. CHO-celler brukes i biofarmasøytiske produkter i stor grad på grunn av deres evne til å utføre posttranslasjonelle modifikasjoner på samme måte som humane celler, noe som gjør dem til ideelle pattedyrverter for produksjon av humankompatible terapeutiske proteiner. En omfattende forståelse av CHO-vertcelleproteinprofiler og implementering av ELISA-teknikker for vertcelleproteiner er avgjørende for å sikre renheten og sikkerheten til biofarmasøytiske legemidler produsert i CHO-cellesystemer. CHO-celler har derfor befestet sin posisjon som en multifunksjonell plattform i bioteknologiindustrien.

Fremskritt innen CHO-cellebasert antistoffproduksjon

CHO-celler er mye brukt i produksjonen av monoklonale antistoffer, som har revolusjonert biomedisinen ved å tilby målrettede behandlingsformer for ulike sykdommer. CHO-celler har blitt hjørnesteinen i rekombinant antistoffproduksjon og produksjon av proteinterapier på grunn av deres evne til å folde, sette sammen og modifisere humane proteiner på riktig måte. CHO-celleproduksjon av antistoffer har utviklet seg i takt med forbedrede celledyrkingsteknikker og CHO-celledesign, noe som har ført til CHO-celler av høy kvalitet som er avgjørende for utviklingen av biofarmasøytiske legemidler. Omfattende bioteknologiske tilnærminger, inkludert DNA-teknologi og sofistikerte cellekulturmetoder, har blitt brukt for å optimalisere CHO-cellesystemer for økt effektivitet i antistoffproduksjonen.

Molekylærbiologi og CHO-celleteknologi

Kombinasjonen av molekylærbiologiske teknikker og CHO-celledyrking har ført til utvikling av transgene CHO-cellelinjer og manipulering av kinesiske hamstercellemutanter for å oppnå ønskede egenskaper. Disse fremskrittene innen celleteknikk og DNA-teknologi har gjort det mulig å utvikle CHO-celler som kan produsere spesifikke rekombinante proteiner med høy effektivitet. Utforskningen av eukaryote cellekulturer, inkludert CHO- og HeLa-celler, har bidratt til en bedre forståelse av de cellulære mekanismene og optimalisering av pattedyrcellekulturer for produksjon av terapeutiske proteiner.

Men det er ikke alt! CHO-celler har andre fascinerende bruksområder innen biomedisinsk forskning, blant annet

Toksisitetsscreening: CHO-celler brukes til å vurdere toksisiteten til legemidler, inkludert kreft- og antivirale legemidler. I en studie undersøkte man for eksempel den brystkreftspesifikke aktiviteten til fettsyrer fra antarktiske mikroalger ved å bruke CHO som kontrollcellelinje.
Genuttrykk: CHO-celler brukes til å uttrykke gener stabilt og forbigående for studier av genfunksjon eller målrettet proteinproduksjon. Genredigeringsverktøy brukes til å utvikle genknock-in- og knockout-modeller i CHO-cellelinjer.

Fremtidige perspektiver innen CHO-celleforskning

Den pågående forskningen og utviklingen av CHO-cellesystemer fokuserer på å forbedre effektiviteten og allsidigheten til disse cellene i biofarmasøytisk produksjon. CHO-celler er fortsatt ledende innen rekombinante proteinterapier, og de spiller en viktig rolle i fremtidens medisin og bioteknologi, noe som gir løfter om nye fremskritt innen antistoffutvikling og produksjon av livreddende behandlinger.

Oppdag fordelene med de mektige CHO-cellene

Her er noen av de viktigste fordelene med CHO-cellelinjen som gjør den til et attraktivt forskningsverktøy.

Enkel dyrking: Dyrkingsprosedyrene og -forholdene for CHO-cellelinjen er ikke kresne. Cellene er robuste og tåler varierende temperatur- og pH-endringer. Dermed er de ideelle for dyrking i stor skala.
Posttranslasjonelle modifikasjoner: Disse cellene ligner på humane celler og er i stand til å produsere lignende posttranslasjonelle modifikasjoner. Dermed kan CHO-celler brukes til å produsere biokompatible biologiske produkter med utmerket farmasøytisk aktivitet.
Høy produktivitet: CHO-celler er mye brukt til å produsere rekombinante proteiner med høy produktivitet. Genetisk optimalisering av CHO-cellelinjen har resultert i ca. 3-10 gram protein per liter av kulturen.
Genuttrykk: CHO-celler er enkle å transfektere, og de brukes derfor ofte til transiente og stabile ekspresjonsstudier. I tillegg brukes mange genetiske verktøy til å utvikle gen-knock-in- og knockout-modeller ved hjelp av CHO-cellelinjen.
Myndighetsgodkjenninger: CHO-celler har blitt brukt i nesten 50 bioterapeutiske legemidler som er godkjent i USA og EU.
Lav virusmottakelighet: På grunn av hamsteropphavet er risikoen for spredning av humane virus redusert, noe som reduserer produksjonstapet og øker biosikkerheten.

Viktige egenskaper ved CHO-celler

Morfologi: CHO-celler har et epitelcellelignende utseende med en langstrakt og fibroblastlignende form. De er adherente og vokser vanligvis i monolag.
Cellestørrelse: Den gjennomsnittlige diameteren på CHO-celler er mellom 12-14 μm.
Genom og ploidi: CHO-celler er aneuploide og har 21 kromosomer, noe som skiller seg fra det euploide kromosomantallet som finnes i kinesisk hamster. Karyotypen til CHO-celler er preget av flere strukturelle rearrangementer, inkludert delvis tap av kromosom 2 og X-materiale.

Mikroskopiske bilder av CHO-celler: ved høy konfluens (til venstre) og ved rundt 50 % konfluens (til høyre).

Sammenligning av CHO og CHO-K1-cellelinjen

Siden den opprinnelige CHO-cellelinjen ble rapportert i 1956, har det blitt laget mange varianter av cellelinjen til ulike formål. CHO-K1 ble generert fra en enkelt klon av CHO-celler i 1957, og CHO-DXB11 (også kjent som CHO-DUKX) ble senere laget ved hjelp av mutagenese med etylmetansulfonat. Deres nytteverdi var imidlertid begrenset på grunn av deres evne til å gå tilbake til DHFR-aktivitet når de ble mutagenisert. Senere ble CHO-celler mutagenisert med gammastråling for å produsere CHO-DG44, der begge DHFR-allelene var fullstendig eliminert. Disse DHFR-mangelfulle stammene krever glycin, hypoksantin og tymidin for å vokse, og de er mye brukt til industriell proteinproduksjon. Andre seleksjonssystemer har siden blitt populære, og vertsceller som CHO-K1, CHO-S og CHO-Pro minus har vist seg å produsere høye nivåer av proteiner. På grunn av genetisk ustabilitet dyrkes disse cellelinjene ofte i bioreaktorer for suspensjonskulturer i medier uten animalske komponenter eller kjemisk definerte medier. Kompleksiteten i CHO-cellenes genetikk og klonal avledning ble også diskutert.

Lås opp for gjennombrudd med våre CHO-celler

Ti tips for dyrking av CHO-celler

CHO-cellelinjen er en cellelinje som krever lite vedlikehold og som er enkel å dyrke.
CHO-celler har en rask populasjonsdoblingstid på 14-17 timer.
CHO-celler er adherente og vokser som monolag eller kan tilpasses til å vokse i suspensjon.
Subkulturer CHO-celler ved 80-90 % konfluency ved hjelp av Accutase.
Seed CHO-celler ved en celletetthet på 1 x¹⁰⁴ celler/cm2 for å oppnå et konfluent monolag i løpet av ca. 4 dager.
For optimal dyrking, bruk en 50:50 DMEM og Ham's F12-blanding supplert med 5 % FBS og L-glutamin.
Forny vekstmediet 2-3 ganger i uken.
Dyrk CHO-celler i en fuktet inkubator tilsatt 5 % CO2-gass ved 37 °C.
Oppbevar CHO-celler i flytende nitrogen i damp- eller væskefase (-196 °C).
Følg retningslinjene for biosikkerhetsnivå 1 for håndtering og dyrking av CHO-cellelinjen.

Protokoller, videoer og nyere publikasjoner om CHO-celler

Her er noen utmerkede ressurser du kan utforske for å lære mer om dyrking og vedlikehold av CHO-cellelinjer.

En omfattende celledyrkingsprotokoll om CHO-celler: Denne lenken kan hjelpe deg med å lære alt om subkulturering og transfeksjon av CHO-celler.
CHO-celler: Dette nettstedet gir grunnleggende informasjon om celledyrking av CHO-cellelinjen, inkludert deling, lagring, frysing og tining av celler osv.
Tining av CHO-celler: Denne videoen viser et eksempel på en tineprotokoll for frosne CHO-celler.

Transfeksjonsprotokoller for CHO-cellelinjen

CHO-celler er svært velegnede for både forbigående og stabil transfeksjon av gener. Her er noen ressurser som gir nyttig informasjon om transfeksjonsprotokoller for CHO-cellelinjer.

CHO-celletransfeksjon: Denne publiserte artikkelen inneholder en protokoll for transient transfeksjon for CHO-cellelinjen ved bruk av lineært polyetylenimin (PEI).
Transfeksjonsmetoder for CHO-celler: Denne artikkelen forklarer ulike strategier for effektiv transfeksjon av CHO-cellelinjer ved hjelp av forskjellige transfeksjonsreagenser.
Transient transfeksjon av CHO-celler: Denne videoen bruker illustrasjoner for å forklare grunnleggende konsepter om transiente ekspresjonsstudier i CHO-celler.

430,00 €*

Innhold: 1.5 milliliter

Priser ekskl. avgifter pluss fraktkostnader

cryovial

Produktnummer: 603479

Interessante forskningspublikasjoner som bruker CHO-celler

Her følger et sammendrag av ulike studier som har benyttet CHO-celler:

Studie: "Rask produksjon av SARS-CoV-2 spike ectodomain i full lengde ved transient genuttrykk i CHO-celler" (2021)
- Formål: Å uttrykke SARS-CoV-2 spike ectodomain i CHO-celler ved hjelp av tre transiente transfeksjonsmetoder for høy produktivitet.
- Metodikk: CHO-celler ble transfektert med plasmider som kodet for SARS-CoV-2 spike ectodomain i full lengde ved hjelp av tre transiente transfeksjonsmetoder. Proteinuttrykket ble vurdert ved hjelp av ELISA og Western blot.
- Viktige funn: Alle de tre metodene for transient transfeksjon viste høye nivåer av proteinuttrykk, og det høyeste utbyttet ble oppnådd med polyetylenimin-metoden.
Studie: "Utvikling av en stabil CHO-cellelinje for uttrykk av et MERS-coronavirus-vaksineantigen" (2018)
- Formål: Å produsere MERS-coronavirus-antigen i CHO-celler for bruk som en fremtidig vaksinekandidat.
- Metodikk: CHO-celler ble transfektert med et plasmid som koder for MERS-coronavirus-antigenet og selektert for stabilt uttrykk ved hjelp av geneticin. Proteinuttrykket ble vurdert ved hjelp av ELISA og Western blot.
- Viktige funn: Den stabile CHO-cellelinjen viste høye nivåer av proteinuttrykk og stabilitet over flere passasjer.
Studie: "Cytotoksisk aktivitet av fettsyrer fra antarktiske makroalger på veksten av humane brystkreftceller" (2018)
- Formål: Å bruke CHO-celler som kontroll for å vurdere toksisiteten av kreftmidler mot normale celler.
- Metodikk: CHO-celler ble dyrket og behandlet med fettsyrer fra antarktiske makroalger, og cellelevedyktigheten ble vurdert ved hjelp av MTT-analyse.
- Viktige funn: Fettsyrer fra antarktiske makroalger viste ingen cytotoksiske effekter på CHO-celler, noe som tyder på potensiell bruk som et antikreftmiddel med selektivitet for kreftceller.
Studie: "Knockout av caspase-7-genet forbedrer uttrykket av rekombinant protein i CHO-cellelinjen gjennom cellesyklusarrest i G2/M-fasen" (2022)
- Formål: Å genmanipulere CHO-celler for å forbedre uttrykket av rekombinante proteiner.
- Metode: Caspase-7-genet ble slått ut i CHO-celler ved hjelp av CRISPR/Cas9-teknologi, og proteinuttrykket ble vurdert ved hjelp av Western blot og fluorescensmikroskopi.
- Viktige funn: Utkobling av caspase-7-genet i CHO-celler resulterte i forbedret proteinuttrykk, sannsynligvis på grunn av cellesyklusstopp i G2/M-fasen forårsaket av tap av caspase-7.
Studien: "Utvikling av en CHO-cellelinje for stabil produksjon av rekombinante antistoffer mot humant MMP9" (2015)
- Formål: Å produsere monoklonale antistoffer mot det humane MMP9-proteinet i CHO-celler.
- Metodikk: CHO-celler ble transfektert med plasmider som koder for antistoffet mot humant MMP9, og selektert for stabilt uttrykk ved hjelp av geneticin. Proteinuttrykket ble vurdert ved hjelp av ELISA og Western blot.
- Viktige funn: Den stabile CHO-cellelinjen viste høye nivåer av antistoffuttrykk og stabilitet over flere passasjer, noe som tyder på potensiell bruk i terapeutiske applikasjoner rettet mot humant MMP9.

Ofte stilte spørsmål om CHO-celler

Referanser

Reinhart, D., et al., Bioprocessing of Recombinant CHO-K1, CHO-DG44, and CHO-S: CHO Expression hosts favoriserer enten mAb-produksjon eller biomassesyntese. Bioteknologisk tidsskrift, 2019. 14(3): p. 1700686.
Pan, X., et al., Metabolsk karakterisering av en CHO-cellestørrelsesøkningsfase i matet-batchkulturer. Anvendt mikrobiologi og bioteknologi, 2017. 101: p. 8101-8313.
Turilova, V.I., T.S. Goryachaya og 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., optimalisering av proteinuttrykk i pattedyrceller. 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., Cytotoksisk aktivitet av fettsyrer fra antarktiske makroalger på veksten av humane brystkreftceller. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6: p. 185.
Ryu, J., et al., utvikling av en CHO-cellelinje for stabil produksjon av rekombinante antistoffer mot humant MMP9. BMC biotechnology, 2022. 22(1): p. 8.