Evaluation of the new serum-free medium (MDSS2) for the production of different biologicals: Use of various cell lines

Abstract

The presence of serum in cell culture raises safety problems for the production of biologicals, thus a new serum-free medium (MDSS2) was developed. The evaluation of this medium for the growth of different cell lines (BHK-21 C13, BSR and Vero) has shown that cells grew in this medium similarly to standard serum-containing medium, independently of the culture system used: in static (as monolayer) as well as in agitated systems (in suspension in spinner and perfusion reactors). BHK-21 and BSR cells grew as aggregate cultures and could proliferate in both static and agitated culture systems. Vero cells stayed attached to a substrate and proliferated equally in static and in agitated microcarrier-culture systems. The cell densities obtained with BHK-21 cells depended only on the culture system used. They ranged from 2-3 x 10(6) to 6-12 x 10(6) cells per ml for static batch and perfusion reactor cultures respectively. The cell concentration was 3 to 6 times higher than in classical cultures performed in serum-containing medium. The cell densities obtained with Vero cells were indistinguishable from those obtained in serum-containing medium, whatever the cell culture system used. These cell lines have been used for the production of rabies virus. With respect to BHK-21 and BSR, similar production rates of rabies glycoprotein have been found as in the standard roller bottle process. The production of rabies virus and of viral glycoprotein by Vero cells cultivated in serum-free medium was augmented 1.5-fold and 2.5-fold, respectively, when compared to serum-containing medium. A recombinant BHK-21 cell line, producing human IL-2, can also proliferate in MDSS2, after addition of insulin. The specific IL-2 production rate was augmented 3-4-fold in comparison to serum-containing medium. For the cells tested, the MDSS2 serum-free medium is a good growth and production medium. Its use for cultivating other cell lines and/or for the production of other biologicals is discussed.

BHK 21 C13 cells for Aujeszky’s disease virus production using the multiple harvest process

“…Today most of virus production processes are based on serum containing medium. To overcome the disadvantages associated with the use of serum, different serum-free or protein-free media were developed for cultivation of cell lines or virus production like influenza virus (Merten et al 1996), poliovirus (Merten et al 1997) and rabies virus (Perrin et al 1995;Kallel et al 2002). This approach could be considered in our further experiments of the ADV production since a serumfree medium which supported cell growth of the BHK21/BRS cells in T-and spinner flasks was developed (Merten et al 1999).…”

Expressão gênica empregando pseudopartículas em células de mamíferos (HEK 293T e Huh 7.0) cultivadas em diferentes meios de cultura livres de soro.

“…Como dito anteriormente, os SFM estão sendo utilizada para várias finalidades, entre elas produção de vacinas (GERIN et al, 1999;HAYTER et al, 1992;MERTEN et al, 1994;PERRIN et al, 1995). Tipicamente, adaptação livre de soro consiste na substituição de componentes do soro, por nutrientes bem definidos.…”

“…Alguns meios apesar de livres de SFB podem ser suplementados com proteínas purificadas, muitas vezes ainda proteínas animais, portanto, estes meios ainda apresentam o risco da presença de contaminantes pelo uso de substâncias de origem animal, o que significa que apenas uma substituição completa dessas substâncias por produtos não derivados de animais leva a um meio relativamente seguro (MERTEN et al, 1994).…”

“…Por outro lado, estratégias alternativas de expressão gênica têm surgido, algumas se utilizando de diferentes vírus para a produção de partículas semelhantes às partículas virais (TAN, 2006 Os SFM já estão sendo utilizados na produção de anticorpos monoclonais, vacinas e outros produtos biológicos (GERIN et al, 1999;HAYTER et al, 1992;MERTEN et al, 1994;PERRIN et al, 1995) ou ainda cultivos de células com outras finalidades (DENK; WUNDERLICH; KNORR, 1998;RUNGE et al, 2000;SAKODA et al, 1998).…”

“…Os protocolos mais comumente usados para adaptar células para meios livres de soro (SFM) incluem adaptação direta e sequencial (SCHRODER et al, 2004;SINACORE et al, 2000). Após o processo de adaptação é essencial a avaliação do desempenho das linhagens nos diferentes meios de cultura, quantificando os nutrientes remanescentes, como a glicose e a glutamina, os metabólitos formados, como o lactato e amônio, além da concentração do produto de interesse, se for o caso (FRESHNEY, 2005).Por outro lado, estratégias alternativas de expressão gênica têm surgido, algumas se utilizando de diferentes vírus para a produção de partículas semelhantes às partículas virais (TAN, 2006 Os SFM já estão sendo utilizados na produção de anticorpos monoclonais, vacinas e outros produtos biológicos (GERIN et al, 1999;HAYTER et al, 1992;MERTEN et al, 1994;PERRIN et al, 1995) ou ainda cultivos de células com outras finalidades (DENK; WUNDERLICH; KNORR, 1998;RUNGE et al, 2000;SAKODA et al, 1998).No caso do aspecto científico, a substituição do soro conduziria a uma melhor qualidade e reprodutibilidade dos dados experimentais (BALLS et al, 2006;COECKE et al, 2005; HARTUNG et al, 2002). Além disso, o desenvolvimento dos SFM e de proteína animal são de extrema importância não só para aumentar a segurança dos produtos biológicos produzidos para terapia e vacinação, como também para minimizar as etapas downstream de extração e purificação dos produtos, barateando o processo.…”