CHO-клітини в біопродукції: Застосування та інновації

Отримана з яєчника китайського хом'яка,лінія клітин CHO є потужним джерелом для медичних та біологічних досліджень з широким спектром застосування. Ця лінія клітин ссавців пропонує безмежні можливості - від виробництва рекомбінантних білків до експресії генів, скринінгу токсичності, харчування та генетичних досліджень.

Наша стаття заглиблюється у захоплюючий світ клітин CHO, досліджуючи, як ці клітини здійснили революцію в біофармацевтичних дослідженнях і проклали шлях до терапії, що рятує життя. Приготуйтеся розкрити секрети могутніх клітин CHO і дізнатися, як вони сприяють революційним досягненням у медицині та інших галузях! Ви дізнаєтеся все, що потрібно знати перед початком роботи, зокрема:

Що таке клітинна лінія CHO?

З моменту свого створення в 1957 році Теодором Т. Паком клітини яєчників китайського хом'яка (CHO) стали основним інструментом біологічних та медичних досліджень завдяки своєму швидкому росту та високому виробництву білка. Ці епітеліальні клітини, отримані з яєчника китайського хом'яка, широко використовуються в біологічному виробництві, генетиці, скринінгу токсичності, харчуванні та дослідженнях експресії генів.

Клітини CHO можуть виробляти білки з посттрансляційними модифікаціями (ПТМ), подібними до тих, що зустрічаються у людини. Вони також мають дефіцит синтезу проліну і не експресують рецептор епідермального фактора росту (EGFR), що робить їх ідеальними для дослідження різних мутацій EGFR.

У біопромисловості клітини CHO широко використовуються для виробництва моноклональних антитіл, рекомбінантних білків і вакцин. Понад 60 терапевтичних білків, отриманих за допомогою CHO-клітин, схвалено до виробництва, і їх застосування продовжує розширюватися. У нашій статті розглядаються чудові властивості та різноманітні застосування клітин CHO, підкреслюється їхня вирішальна роль у розвитку біомедицини та інших галузей. Приготуйтеся дослідити захоплюючий світ CHO-клітин і відкрити для себе їх неперевершений потенціал у біомедичних дослідженнях!

CHO-клітини: Знахідка біофармацевтичної промисловості для виробництва рекомбінантних білків

У біотехнологічній промисловості клітини яєчників китайського хом'яка (CHO) часто використовуються для створення біофармацевтичних препаратів, таких як моноклональні антитіла, рекомбінантні білки та вакцини.

Хоча ви можете не знати про це, клітини яєчників китайського хом'яка (CHO) можуть бути винуватцями того, що ви коли-небудь проходили терапію моноклональними антитілами. Ці адаптивні клітини часто використовуються біофармацевтичною промисловістю для виробництва рекомбінантних білків, які застосовуються в біомедичних дослідженнях, діагностиці та різноманітних терапевтичних засобах. Терапевтичні препарати на основі білків, які називаються моноклональними антитілами (mAbs), використовуються для лікування різних захворювань, таких як рак, аутоімунні стани та інфекційні хвороби. Оскільки вони здійснюють посттрансляційні модифікації, подібні до тих, що відбуваються в людських клітинах, клітини CHO часто використовують для створення мАТ. Ці модифікації необхідні для того, щоб ці терапевтичні препарати функціонували належним чином.

Білки, створені за допомогою генної інженерії, відомі як рекомбінантні білки. Окрім того, що вони є дослідницькими реагентами, їх також можна використовувати як терапевтичні та діагностичні засоби. Оскільки вони можуть зазнавати посттрансляційних модифікацій і мають складні глікозилювання, подібні до тих, що зустрічаються в клітинах людини, клітини CHO особливо добре підходять для створення рекомбінантних білків через їхній швидкий ріст, високу експресію білка і здатність експресувати велику кількість білка. З виходом від 3 до 10 грамів на літр культури, лінія клітин CHO змінює правила гри в біофармацевтиці завдяки своїй неперевершеній здатності до масового виробництва терапевтичних білків. Завдяки генетичній оптимізації, яка збільшує їхню здатність генерувати велику кількість рекомбінантних білків, клітини CHO є життєво важливим компонентом сучасної біомедицини.

Вакцини - це біофармацевтичні препарати, що використовуються для профілактики та лікування інфекцій, спричинених вірусами та бактеріями. Вакцини проти COVID-19 є одними з тих, що виготовляються з використанням клітин ХАО. Вчені створили низку методів, включаючи генну інженерію, оптимізацію середовища та розробку процесів, щоб підвищити продуктивність клітин CHO у виробництві біофармацевтичних препаратів. Ці методи призвели до створення високопродуктивних, недорогих культурних систем для виробництва біофармацевтичних препаратів з використанням клітин CHO. Широкий спектр застосування клітин CHO включає в себе

Фармацевтичне виробництво.

CHO-клітини у біофармацевтичному виробництві

CHO-клітини використовуються для виробництва різних біотерапевтичних препаратів, включаючи рекомбінантні білки та моноклональні антитіла, що застосовуються для лікування таких захворювань, як рак, аутоімунні розлади та інфекційні хвороби. Використання клітин CHO у біофармацевтиці значною мірою зумовлене їхньою здатністю здійснювати посттрансляційні модифікації, подібні до клітин людини, що робить їх ідеальними хазяїнами ссавців для виробництва терапевтичних білків, сумісних з людиною. Всебічне розуміння білкових профілів клітин-хазяїв CHO та впровадження методів ІФА білків клітин-хазяїв є невід'ємною частиною забезпечення чистоти та безпеки біофармацевтичних препаратів, вироблених у системах клітин-хазяїв CHO. Як результат, клітини CHO зміцнили свої позиції як багатофункціональна платформа в біотехнологічній промисловості.

Досягнення у виробництві антитіл на основі клітин CHO

CHO-клітини широко використовуються у виробництві моноклональних антитіл, які здійснили революцію в галузі біомедицини, забезпечивши таргетовану терапію різних захворювань. CHO-клітини стали наріжним каменем в експресії рекомбінантних антитіл і виробництві білкових терапевтичних препаратів завдяки їх здатності правильно згортати, збирати і модифікувати людські білки. Виробництво антитіл з клітин CHO еволюціонувало з удосконаленням методів культивування клітин та клітинної інженерії CHO, що призвело до отримання високоякісних клітин CHO, які мають ключове значення для розробки біофармацевтичних препаратів. Комплексні біотехнологічні підходи, включаючи ДНК-технології та складні методи культивування клітин, були застосовані для оптимізації клітинних систем CHO для підвищення ефективності виробництва антитіл.

Молекулярна біологія та клітинна інженерія CHO

Поєднання методів молекулярної біології з культивуванням клітин CHO призвело до створення трансгенних клітинних ліній CHO та маніпуляцій з мутантами клітин китайських хом'яків для отримання бажаних ознак. Ці досягнення в галузі клітинної інженерії та ДНК-технологій сприяли створенню клітин CHO, здатних виробляти специфічні рекомбінантні білки з високою ефективністю. Вивчення підходів до культивування еукаріотичних клітин, включаючи клітини CHO і HeLa, сприяло кращому розумінню клітинних механізмів і оптимізації культур клітин ссавців для виробництва терапевтичних білків.

Але це ще не все! Клітини CHO мають й інші захоплюючі застосування в біомедичних дослідженнях, зокрема

Скринінг токсичності: Клітини CHO використовуються для оцінки токсичності лікарських засобів, включаючи протиракові та противірусні терапевтичні агенти. Наприклад, в одному дослідженні вивчали специфічну протиракову активність жирних кислот, отриманих з антарктичних мікроводоростей, використовуючи CHO як контрольну клітинну лінію.
Експресія генів: Клітини CHO використовуються для стабільної та транзиторної експресії генів для дослідження функцій генів або цілеспрямованого виробництва білків. Інструменти для редагування генів використовуються для розробки моделей нок-ін та нокаут генів у клітинах лінії CHO.

Майбутні перспективи в дослідженні клітин CHO

Поточні дослідження і розробки в галузі систем клітин CHO спрямовані на підвищення ефективності та універсальності використання цих клітин у біофармацевтичному виробництві. Оскільки клітини CHO залишаються на передньому краї терапії рекомбінантними білками, їхня роль у майбутньому медицини та біотехнологій є значною, обіцяючи нові досягнення у розробці антитіл та виробництві життєво важливих препаратів.

Відкрийте для себе переваги могутніх клітин CHO

Ось деякі ключові переваги клітинної лінії CHO, які роблять її привабливим інструментом для досліджень.

Простота культивування: Процедури та умови культивування клітинної лінії CHO не вимагають особливих зусиль. Ці клітини витривалі і здатні переносити різні зміни температури і рН. Таким чином, вони ідеально підходять для широкомасштабного культивування.
Пост-трансляційні модифікації: Ці клітини схожі на клітини людини і здатні виробляти подібні посттрансляційні модифікації. Таким чином, клітини CHO можна використовувати для виробництва біосумісних біологічних продуктів з відмінною фармацевтичною активністю.
Висока продуктивність: Клітини CHO широко використовуються для отримання високих виходів рекомбінантних білків. Генетична оптимізація клітинної лінії CHO дозволила отримати приблизно 3-10 грамів білка на літр культури.
Експресія генів: Клітини CHO легко трансформувати, тому їх часто використовують для дослідження транзиторної та стабільної експресії. Крім того, багато генетичних інструментів використовуються для розробки моделей нокауту та нокдауну генів з використанням клітинної лінії CHO.
Державні дозволи: Клітини CHO використовуються в майже 50 біотерапевтичних препаратах, схвалених в США та ЄС.
Низька чутливість до вірусів: Завдяки походженню від хом'яка знижується ризик розмноження людських вірусів, що зменшує виробничі втрати та підвищує біобезпеку.

Ключові характеристики клітин CHO

Морфологія: Клітини CHO мають вигляд епітеліальних клітин з витягнутою формою, схожою на фібробласти. Вони злиплі і зазвичай ростуть моношаром.
Розмір клітин: Середній діаметр клітин CHO становить 12-14 мкм.
Геном і плоїдність: Клітини CHO є анеуплоїдними, мають 21 хромосому, що відрізняється від еуплоїдного числа хромосом у китайського хом'яка. Каріотип клітин CHO характеризується численними структурними перебудовами, включаючи часткову втрату хромосоми 2 і матеріалу Х-хромосоми.

Мікроскопічні зображення клітин CHO: при високому рівні злиття (ліворуч) і при злитті близько 50% (праворуч).

Порівняння клітинної лінії CHO та CHO-K1

З моменту створення оригінальної клітинної лінії CHO в 1956 році було створено багато її варіацій для різних цілей. CHO-K1 була отримана з одного клону клітин CHO в 1957 році, а CHO-DXB11 (також відома як CHO-DUKX) згодом була створена шляхом мутагенезу з етилметансульфонатом. Однак їх використання було обмеженим через їх здатність повертатися до активності DHFR після мутагенезу. Пізніше клітини CHO були мутагенізовані гамма-випромінюванням для отримання CHO-DG44, в яких обидва алелі DHFR були повністю еліміновані. Ці штами з дефіцитом DHFR потребують гліцину, гіпоксантину і тимідину для росту і широко використовуються для промислового виробництва білка. З того часу стали популярними інші системи селекції, а клітини-господарі, такі як CHO-K1, CHO-S і CHO-Pro minus, показали, що вони виробляють високий рівень білків. Через генетичну нестабільність ці клітинні лінії часто культивують у середовищах без тваринних компонентів або хімічно визначених середовищах у біореакторах для суспензійної культури. Також були обговорені складнощі генетики клітин CHO та їх клонування.

Розблокуйте прорив з нашими клітинами CHO

Десять порад щодо культивування клітин лінії CHO

Клітинна лінія CHO - це невибаглива в обслуговуванні клітинна лінія, яку легко культивувати.
Клітини CHO мають швидкий час подвоєння популяції - 14-17 годин.
Клітини CHO є адгезивними і ростуть у вигляді моношару або можуть бути адаптовані для росту в суспензії.
Субкультивуйте CHO-клітини до 80-90% злиття, використовуючи Accutase.
Висійте клітини CHO з щільністю 1 x¹⁰⁴ клітин/см2 для отримання моношару, що зливається, приблизно через 4 дні.
Для оптимального культивування використовуйте суміш DMEM і Ham's F12 у співвідношенні 50:50 з додаванням 5% FBS і L-глутаміну.
Оновлюйте поживне середовище 2-3 рази на тиждень.
Культивуйте клітини CHO у зволоженому інкубаторі з додаванням 5% газу CO2 при температурі 37°C.
Зберігайте CHO-клітини в парах або рідкій фазі рідкого азоту (-196°C).
Дотримуйтесь інструкцій з біобезпеки 1-го рівня для поводження з клітинами лінії CHO та їх культивування.

Протоколи, відео та останні публікації про клітини CHO

Ось кілька чудових ресурсів, які допоможуть вам дізнатися більше про культивування та догляд за клітинами лінії CHO.

Детальний протокол культивування клітин лінії CHO: За цим посиланням ви можете дізнатися все про субкультивування та трансфекцію клітин лінії CHO.
Клітини CHO: На цьому сайті ви знайдете основну інформацію про культуру клітин лінії CHO, включаючи розщеплення, зберігання, заморожування та розморожування клітин тощо.
Розморожування клітин CHO: Це відео показує зразковий протокол розморожування заморожених клітин CHO.

Протоколи трансфекції клітинної лінії CHO

Клітини CHO добре піддаються як транзиторній, так і стабільній трансфекції генів. Нижче наведені деякі ресурси, що містять корисну інформацію про протоколи трансфекції клітин лінії CHO.

Трансфекція клітин лінії CHO: У цій статті описано протокол транзиторної трансфекції клітин лінії CHO з використанням лінійного поліетиленимину (PEI).
Методи трансфекції клітин CHO: Ця стаття пояснює різні стратегії для ефективної трансфекції клітинних ліній CHO з використанням різних реагентів для трансфекції.
Транзиторна трансфекція клітин CHO: У цьому відео за допомогою ілюстрацій пояснюються основні поняття, що стосуються дослідження транзиторної експресії в клітинах CHO.

430,00 EUR*

Вміст: 1.5 milliliter

Ціни без урахування податків та витрат на доставку

cryovial

Номер продукту: 603479

Цікаві наукові публікації з використанням CHO-клітин

Нижче наведені резюме різних досліджень, в яких використовувалися CHO-клітини:

Дослідження: "Швидке, високоефективне виробництво повнорозмірного шипового ектодомену SARS-CoV-2 за допомогою транзиторної експресії генів у клітинах CHO" (2021 р.)
- Мета: Експресія ектодомену шипа SARS-CoV-2 в клітинах CHO з використанням трьох методів транзиторної трансфекції для забезпечення високої продуктивності.
- Методика: Клітини CHO трансфікували плазмідами, що кодують повнорозмірний шиповий ектодомен SARS-CoV-2, трьома методами транзієнтної трансфекції. Експресію білка оцінювали за допомогою ІФА та вестерн-блоту.
- Основні результати: Всі три методи трансфекції показали високий рівень експресії білка, з найвищим виходом, отриманим за допомогою методу поліетиленіміну.
Дослідження: "Конструювання стабільної лінії клітин CHO для експресії вакцинного антигену MERS-коронавірусу" (2018)
- Мета: отримання антигену MERS-коронавірусу в клітинах CHO для використання в якості майбутньої вакцини-кандидата.
- Методика: Клітини CHO трансфікували плазмідою, що кодує антиген MERS-коронавірусу, та відбирали для стабільної експресії за допомогою генетицину. Експресію білка оцінювали за допомогою ІФА та вестерн-блоту.
- Основні результати: Стабільна клітинна лінія CHO показала високий рівень експресії білка та стабільність протягом декількох пасажів.
Дослідження: "Цитотоксична активність жирних кислот з антарктичних макроводоростей на ріст клітин раку молочної залози людини" (2018)
- Мета: Використання клітин CHO як контролю для оцінки токсичності протиракових агентів проти нормальних клітин.
- Методика: Клітини CHO культивували та обробляли жирними кислотами з антарктичних макроводоростей, а життєздатність клітин оцінювали за допомогою МТТ-аналізу.
- Основні результати: Жирні кислоти з антарктичних макроводоростей не виявили цитотоксичної дії на клітини CHO, що свідчить про їх потенційне використання як протиракового агента з селективністю до ракових клітин.
Дослідження: "Нокаут гена каспази-7 покращує експресію рекомбінантного білка в клітинній лінії CHO через зупинку клітинного циклу у фазі G2/M" (2022)
- Мета: Генетично маніпулювати клітинами CHO для покращення експресії рекомбінантних білків.
- Методологія: ген каспази-7 нокаутували в клітинах CHO за допомогою технології CRISPR/Cas9, а експресію білків оцінювали за допомогою вестерн-блоту та флуоресцентної мікроскопії.
- Основні результати: Нокаут гена каспази-7 в клітинах CHO призвів до підвищення експресії білка, що, ймовірно, пов'язано із зупинкою клітинного циклу у фазі G2/M, спричиненою втратою каспази-7.
Дослідження: "Створення лінії клітин CHO для стабільного отримання рекомбінантних антитіл проти MMP9 людини" (2015)
- Мета: отримання моноклональних антитіл проти білка MMP9 людини в клітинах лінії CHO.
- Методика: Клітини лінії CHO трансфікували плазмідами, що кодують антитіла проти MMP9 людини, та відбирали для стабільної експресії за допомогою генетицину. Експресію білка оцінювали за допомогою ІФА та вестерн-блоту.
- Основні результати: Стабільна лінія клітин CHO показала високий рівень експресії антитіл і стабільність протягом декількох пасажів, що свідчить про потенційне використання в терапевтичних цілях, спрямованих на MMP9 людини.

Найпоширеніші запитання про CHO-клітини

Список літератури

Рейнхарт, Д. та ін., Біопроцесинг рекомбінантних CHO-K1, CHO-DG44 та CHO-S: Експресія CHO сприяє або виробництву mAb, або синтезу біомаси. Біотехнологічний журнал, 2019. 14(3): p. 1700686.
Пан, X. та ін., Метаболічна характеристика фази збільшення розміру клітин CHO в культурах з періодичним живленням. Прикладна мікробіологія та біотехнологія, 2017. 101: p. 8101-8313.
Турилова В.І., Горяча Т.С., Яковлєва Т.К. Клітинна лінія яєчників китайського хом'яка DXB-11: хромосомна нестабільність та гетерогенність каріотипу. Молекулярна цитогенетика, 2021, 14(1): с. 1-12.
Хантер М. та ін., Оптимізація експресії білків у клітинах ссавців. Сучасні протоколи в білковій науці, 2019. 95(1): p. e77.
Ньон М.П. та ін., Конструювання стабільної лінії клітин CHO для експресії вакцинного антигену MERS-коронавірусу. Вакцина, 2018. 36(14): p. 1853-1862.
Пачеко Б.С. та ін., Цитотоксична активність жирних кислот з антарктичних макроводоростей на ріст клітин раку молочної залози людини. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6: p. 185.
Ryu, J. та ін., Розробка клітинної лінії CHO для стабільного виробництва рекомбінантних антитіл проти MMP9 людини. BMC biotechnology, 2022. 22(1): p. 8.