改進(jìn)的營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)

“高級(jí)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(duì)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(jí)膳食。

少鹽少鹽，多一點(diǎn)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(duì)創(chuàng)造了“三餐”，當(dāng)然可以與三星級(jí)廚師的烹飪專長(zhǎng)相抗衡。然而，科爾曼并沒(méi)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?yàn)樗�需要大約50種非常好的成分來(lái)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(lái)源有很大的不同

廚師花費(fèi)大量時(shí)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?yàn)榕囵B(yǎng)基通常由實(shí)驗(yàn)室工作人員召集。為了創(chuàng)造這些媒體，產(chǎn)品管理團(tuán)隊(duì)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(dòng)*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(shuō)：“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(kāi)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(shí)，他們不能依賴他們的舌頭來(lái)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(duì)細(xì)胞培養(yǎng)基進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)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(huì)消耗新媒體并進(jìn)行批判性評(píng)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(cè)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(xiàng)測(cè)試中，研究人員都會(huì)檢查細(xì)胞是否生長(zhǎng)良好或產(chǎn)生更多活性成分�？茖W(xué)家可以使用臺(tái)盼藍(lán)染色劑來(lái)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(guò)去必須通過(guò)顯微鏡觀察并手動(dòng)計(jì)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(cè)量設(shè)備可以立即計(jì)數(shù)數(shù)千個(gè)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(diǎn)，”科爾曼說(shuō)。 

客戶還不能簡(jiǎn)單地訂購(gòu)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(guó)倉(cāng)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(dòng)物細(xì)胞。迄今為止，Cellvento™CHO-100在比較測(cè)試中的表現(xiàn)與傳統(tǒng)媒體相當(dāng)或更好。

正確的營(yíng)養(yǎng)組合對(duì)于細(xì)胞繁殖至關(guān)重要。這些細(xì)胞后來(lái)會(huì)生產(chǎn)藥物的活性成分

©Getty Images

一個(gè)額外的盤(pán)子

2012年9月17日

現(xiàn)在大約一年半的時(shí)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(guò)EMD生產(chǎn)。據(jù)Colman稱，這種定制媒體制造“在市場(chǎng)上引起了不小的轟動(dòng)。”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(huì)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(zhǎng)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(shí)也需要不同組成的培養(yǎng)基，”Colman說(shuō)。此外，湯必須做的不僅僅是對(duì)細(xì)胞的口感良好，并且促進(jìn)其生長(zhǎng)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(shuō)：“蛋白質(zhì)生產(chǎn)和細(xì)胞生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)時(shí)間地保持它，以便蛋白質(zhì)生產(chǎn)在任何時(shí)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(guò)死細(xì)胞釋放到培養(yǎng)基中。沃爾曼的科爾曼團(tuán)隊(duì)自2010年以來(lái)一直在測(cè)試所有這些組件和程序。他們開(kāi)始以非常小的毫升量級(jí)進(jìn)行測(cè)試，然后再轉(zhuǎn)向3升生物反應(yīng)器。 

團(tuán)隊(duì)必須考慮到Colman*初從未考慮過(guò)的許多細(xì)節(jié)。“雖然我們開(kāi)發(fā)液體介質(zhì)食譜，但沒(méi)有人愿意在世界各地購(gòu)買(mǎi)數(shù)千升的水，”他說(shuō)。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(jiàn)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(wèn)題。 

與其他EMD地區(qū)的專家合作，Colman和他的團(tuán)隊(duì)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(píng)級(jí)。