Glucose‐limited chemostat culture of chinese hamster ovary cells producing recombinant human interferon‐γ

Abstract

A Chinese hamster ovary (CHO) cell line expressing recombinant human interferon-gamma (IFN-gamma) was grown under glucose limitation in a chemostate at a constant dilution rate of 0.015 h(-1) with glucose feed concentrations of 2.75 mM and 4.25 mM. The changes in cell concentration that accompanied changes in the glucose feed concentration indicated that the cells were glucose-limited. The cell yield on glucose remained constant, but there was a decline in residual glucose concentration and a reduced lactate yield from glucose in the latter stages of the culture. The consumption rates for many of the essential amino acids were increased later in the culture. The volumetric rate of interferon-gamma production was maintained throughout the course of this culture, indicating that IFN-gamma expression was stable under these conditions. However, the specific rate of IFN-gamma production was significantly lower at the higher glucose feed concentration. Under glucose limitation, the proportion of fully glycosylated IFN-gamma produced by these cells was less than that produced in the early stages of batch cultures. The proportion of fully glycosylated IFN-gamma increased during transient periods of glucose excess, suggesting that the culture environment influences the glycosylation of IFN-gamma.

Tailoring recombinant protein quality by rational media design

“…Glucose and glutamine (Gln) concentrations below 1 mM were reported to be detrimental to glycosylation or, if desired, to allow the production of non-glycosylated molecules 62,84,85 . In a continuous culture with BHK-21 cells at < 0.5 mM glucose or < 0.2 mM glutamine exclusively neutral diantennary oligosaccharides with or without core α1-6-linked fucose were present that held no, one or two β1-4-linked galactose 84 .…”

“…In a continuous culture with BHK-21 cells at < 0.5 mM glucose or < 0.2 mM glutamine exclusively neutral diantennary oligosaccharides with or without core α1-6-linked fucose were present that held no, one or two β1-4-linked galactose 84 . Likewise, interferon-γ (IFN-γ) expressing CHO cells cultured in a chemostat under glucose limitation yielded a lower proportion of fully glycosylated protein 85 . IFN-γ expressing CHO cells in fed-batch mode at low glutamine (< 0.1 mM) or glucose (< 0.70 mM) concentrations resulted in decreased sialylation and increased presence of minor glycan species consisting of hybrid and high-mannose types 62 .…”

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.…”

“…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.…”