改進(jìn)的營養(yǎng)介質(zhì)

“高級美食”的細(xì)胞

2018年06月16日

廚師知道，好的食材是美味佳肴*重要的先決條件。由于生產(chǎn)藥物活性成分的細(xì)胞培養(yǎng)物對他們吃的東西特別挑剔，馬薩諸塞州沃本的默克密理工學(xué)院的研究人員正在致力于為文化創(chuàng)造三星級膳食。

少鹽少鹽，多一點維生素......邁克·科爾曼的“湯”必須滿足數(shù)十億鑒賞家。雖然科爾曼是一位生物學(xué)家而不是廚師，但他和他在馬薩諸塞州沃本的默克密理博基地的研究團(tuán)隊創(chuàng)造了“三餐”，當(dāng)然可以與三星級廚師的烹飪專長相抗衡。然而，科爾曼并沒有為取悅?cè)祟愇独俣�做�?- 他試圖為生產(chǎn)基于蛋白質(zhì)的藥物的顧客滿足基因改造的細(xì)胞。 

這些細(xì)胞比許多美食家挑剔，因為它需要大約50種非常好的成分來滿足它們。其成分包括碳源（如葡萄糖和谷氨酰胺），必需氨基酸，維生素，鹽，某些脂肪，必需金屬（如銅，鋅和鐵）以及微量元素（如硒鎘等）。

來源有很大的不同

廚師花費大量時間尋找合適的原料供應(yīng)商，而且在確保Colman細(xì)胞培養(yǎng)物“培養(yǎng)基”的質(zhì)量方面也不例外，因為培養(yǎng)基通常由實驗室工作人員召集。為了創(chuàng)造這些媒體，產(chǎn)品管理團(tuán)隊尋找能夠確保其原材料始終保持高質(zhì)量，甚至更重要的原因的制造商。 

鹽的*輕微的污染或者維生素濃度的波動*小可能導(dǎo)致制藥公司巨大的發(fā)酵罐中的嬌寵細(xì)胞停止工作，因此可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。Colman說：“我們向供應(yīng)商明確表明，我們需要質(zhì)量一致的原材料。”

在WOBURN生產(chǎn)細(xì)胞培養(yǎng)基

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Woburn基地的負(fù)責(zé)人Mike Colman用細(xì)胞培養(yǎng)基Cellvento™CHO-100在此開發(fā)
©EMD

將細(xì)胞變成藍(lán)色

然而，當(dāng)研究人員混合細(xì)胞培養(yǎng)基時，他們不能依賴他們的舌頭來確定培養(yǎng)基的質(zhì)量。相反，必須使用*先進(jìn)的分析技術(shù)，以便可以對細(xì)胞培養(yǎng)基進(jìn)行系統(tǒng)測試，以確定各種成分是否處于適當(dāng)?shù)臐舛纫约芭囵B(yǎng)基的一生中培養(yǎng)基是如何變化的。 

然而，*終，細(xì)胞本身會消耗新媒體并進(jìn)行批判性評估，就像餐廳的客人一樣。細(xì)胞在幾十到幾百次小規(guī)模測試中被賦予各種類型的媒體。 

例如，一些不同的介質(zhì)可能含有更高或更低濃度的鹽。在每項測試中，研究人員都會檢查細(xì)胞是否生長良好或產(chǎn)生更多活性成分。科學(xué)家可以使用臺盼藍(lán)染色劑來確定湯是否不符合細(xì)胞的味道。Colman解釋道：“健康的細(xì)胞排除了污漬，而死亡或死亡的細(xì)胞吸收并變成藍(lán)色。 

研究人員過去必須通過顯微鏡觀察并手動計算健康（白色）與死亡（藍(lán)色）細(xì)胞的比例，以確定培養(yǎng)基的質(zhì)量。如今，測量設(shè)備可以立即計數(shù)數(shù)千個細(xì)胞。然而，所有這些工作的目的不僅僅是創(chuàng)造新的更好的細(xì)胞培養(yǎng)基。“我們特別想知道為什么某種媒體比另一種媒體更好，這樣我們就可以從中學(xué)到這一點，”科爾曼說。 

客戶還不能簡單地訂購科爾曼的細(xì)胞培養(yǎng)基。“我們將在2012年9月推出我們的*種培養(yǎng)基，”科爾曼是沃本生產(chǎn)基地藥物化學(xué)解決方案研發(fā)主管。Cellvento™CHO-100是新產(chǎn)品的名稱 - 中國倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞的培養(yǎng)基。迄今為止，這些細(xì)胞是用于生產(chǎn)單克隆抗體的*常用的哺乳動物細(xì)胞。迄今為止，Cellvento™CHO-100在比較測試中的表現(xiàn)與傳統(tǒng)媒體相當(dāng)或更好。

正確的營養(yǎng)組合對于細(xì)胞繁殖至關(guān)重要。這些細(xì)胞后來會生產(chǎn)藥物的活性成分

©Getty Images

一個額外的盤子

2012年9月17日

現(xiàn)在大約一年半的時間，客戶還能夠?qū)⑺麄兊募?xì)胞培養(yǎng)基配方送到達(dá)姆施塔特，讓他們通過EMD生產(chǎn)。據(jù)Colman稱，這種定制媒體制造“在市場上引起了不小的轟動。”客戶表示有興趣優(yōu)化媒體以適應(yīng)他們自己的細(xì)胞培養(yǎng)類型，這在某些情況下有特殊需求。 

盡管大多數(shù)公司使用相同類型的細(xì)胞（CHO細(xì)胞），但基因修飾的CHO細(xì)胞可能會有所不同，Colman解釋道。取決于活性成分基因被整合到基因組中的位置，細(xì)胞將具有不同的需求以及不同的生長和生產(chǎn)特性。“因此，即使是兩種產(chǎn)生相同蛋白質(zhì)的細(xì)胞系有時也需要不同組成的培養(yǎng)基，”Colman說。此外，湯必須做的不僅僅是對細(xì)胞的口感良好，并且促進(jìn)其生長和存活力，并且能夠生產(chǎn)基于蛋白質(zhì)的藥物產(chǎn)品。 

Colman解釋說：“蛋白質(zhì)生產(chǎn)和細(xì)胞生長競爭可用能源。這就是為什么培養(yǎng)基首先必須達(dá)到一定的細(xì)胞密度并盡可能長時間地保持它，以便蛋白質(zhì)生產(chǎn)在任何時候都保持在優(yōu)越水平。但是，培養(yǎng)基還必須確保蛋白質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量合適。例如，它不能被蛋白質(zhì)消化酶破壞，這些酶通過死細(xì)胞釋放到培養(yǎng)基中。沃爾曼的科爾曼團(tuán)隊自2010年以來一直在測試所有這些組件和程序。他們開始以非常小的毫升量級進(jìn)行測試，然后再轉(zhuǎn)向3升生物反應(yīng)器。 

團(tuán)隊必須考慮到Colman*初從未考慮過的許多細(xì)節(jié)。“雖然我們開發(fā)液體介質(zhì)食譜，但沒有人愿意在世界各地購買數(shù)千升的水，”他說。因此，這些成分以粉末形式放在一起。但是這提出了如何確保罕見但必需的微量元素均勻分布在以粉末形式遞送的介質(zhì)中的問題。 

與其他EMD地區(qū)的專家合作，Colman和他的團(tuán)隊一直設(shè)法解決這些挑戰(zhàn) - 這就是為什么Woburn食譜肯定應(yīng)得到三星評級。