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Titelaufnahme

Titel
Comparison of CHO EpoFc producer's growth characteristics during bioprocesses after adaptation to higher cell densities and different glutamine concentrations by assisted evolution / by Michael Taschwer
VerfasserTaschwer, Michael
Betreuer / BetreuerinBorth, Nicole
Erschienen2011
Umfang57 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2011
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)CHO; Erythropoietin; Hohe Zelldichte; Glutaminfrei; Glykosylierung; Sialylisierung; Zell-Sorting; Nukleotide; Oxidativer Stress
Schlagwörter (EN)CHO; Erythropoietin; high density; glutamine free; glycosylation; sialylation; cell sorting; nucleotides; oxidative stress
Schlagwörter (GND)Zellkultur / CHO-Zelle / Nährboden / Glutamin / Ausschluss / Erythropoietin / Glykosylierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-1668 Persistent Identifier (URN)
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Comparison of CHO EpoFc producer's growth characteristics during bioprocesses after adaptation to higher cell densities and different glutamine concentrations by assisted evolution [2.25 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ein vorwiegendes Ziel der biotechnologisch genutzten Zellkultur ist die Steigerung des Kultur-Ertrags, gemessen an wünschenswerten Eigenschaften wie hoher Zellkonzentration, Viabilität, Produktivität und Produktqualität. Eine große Limitierung der tierischen Zellen stellt ihr ineffizienter Energie-Metabolismus dar, welcher in hohen Aufnahmeraten von Glukose und Glutamin resultiert. Gleichzeitige Akkumulierung von Nebenprodukten limitiert die maximale Zellkonzentration und das Wachstum. Ein Versuch diesen Effekt zu reduzieren ist die Limitierung von verfügbaren Substraten durch Fed-Batch Prozesse. Vor kurzem wurde eine CHO Wirts-Zelllinie etabliert, welche in Glutamin-freiem Medium wächst [1]. Um den Einfluss dieser Adaptierung auf Produktivität und Produkt-Qualität zu untersuchen, wurde dieselbe Prozedur mit einer Erythropoietin (EpoFc) produzierenden CHO (CHO-EpoFc) Zelllinie wiederholt. Nach der Adaptierung an höhere Zelldichte und Glutamin-freies Medium wurde der Kultur-Ertrag in Batch-Fermentierungsprozessen beobachtet und zeigte vergleichbare Wachstumseigenschaften und EpoFc Produktformierung in beiden Zelllinien auf. Der physiologische Zustand der Zellen wurde über die Messung des Gehalts von intrazellulären Nukleotiden und Zucker-Nukleotiden beobachtet und ließ erhöhte UDP-Zucker in den Glutamin-freien Zellen erkennen. Der Gehalt an ROS (reactive oxygen species) und des vor oxidativem Stress schützenden Glutathions war in diesen Zellen erhöht, was den höheren oxidativen Stress Level, gekoppelt mit entsprechender Reaktion, erkennen ließ. Weiters wurde die Glykosylierung des von beiden Zelllinien produzierten EpoFc untersucht und zeigte höhere Antennarität der Sialylierung in N-Glycanen am Epo Fragment des Produktes aus der adaptierten Zelllinie auf, allerdings bei einer insgesamt sehr vergleichbaren Produktqualität.

Zusammenfassung (Englisch)

A primary objective of biotechnologically used cell culture is the increase of culture performance, measured by desirable properties such as high cell concentration, viability, productivity and product quality. A major limitation of mammalian cells in culture is their inefficient energy metabolism which results in high uptake rates of glucose and glutamine and the concomitant accumulation of waste products which in turn limits final cell concentrations and growth. One approach to reduce this effect is the limitation of available substrate using fed batch processes. Recently, a CHO host cell line was established which is able to grow in completely glutamine free medium [1]. To determine the influence of this adaptation on productivity and product quality, the same procedure was repeated with an erythropoietin (EpoFc) producing CHO (CHO-EpoFc) cell line. After adaptation to higher cell densities and glutamine free medium, culture performance was monitored in batch fermentation processes and revealed comparable growth properties and EpoFc product formation in both cell lines. The physiological state of the cells was investigated by monitoring nucleotides and sugar nucleotides revealing elevated UDP-sugars in cells grown in the absence of glutamine. Both the level of reactive oxygen species and the level of the oxido-protective glutathione were elevated in these cells, reflecting a higher level of oxidative stress, coupled with adequate response. Furthermore the glycosylation of EpoFc produced by both cell lines was determined and revealed higher antennarity of sialylation in N-glycans on the Epo part of the product obtained from the adapted cell line, but overall very comparable product quality.