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Titelaufnahme

Titel
Evaluating the impact of two different serum-free media and bioreactor systems on growth and productivity of three recombinant IgM-expressing CHO cell lines / submitted by: Reinhard Beyer
VerfasserBeyer, Reinhard
GutachterKunert, Renate ; Reinhart, David
Erschienen2015
Umfang78 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)CHO Zelllinie IgM rekombinant serum-frei Subklonierung Adaption Nährmedium Bioreaktor Schüttelkolben
Schlagwörter (EN)CHO Cell line IgM recombinant serum-free Subcloning Adaptation Medium Bioreactor shaking flask
Schlagwörter (GND)CHO-Zelle / Immunglobulin M / Fermentation
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-10927 Persistent Identifier (URN)
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Evaluating the impact of two different serum-free media and bioreactor systems on growth and productivity of three recombinant IgM-expressing CHO cell lines [3.98 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Drei Immunoglobulin M (IgM) sekretierende „Chinese Hamster Ovary“ (CHO) Zelllinien (HB617, 2G12-GL, 2G12) welche von der Mutterzelllinie DG44 abstammten, wurden im Labormaßstab in zwei verschiedenen Reaktoren (Schüttelkolben bzw. DASGIP Bioreaktor) und zwei verschiedenen serum-freien Nährmedien (DMEM/Hams bzw. ProCHO5) kultiviert und bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit verglichen. Alle Fermentationen wurden im Batch-Modus durchgeführt und bezüglich ihrer spezifischen Produktivität (qP), spezifischen Wachstumsrate () und anderen wichtigen Parametern, in etwa Viabilität, maximalem Antikörpertiter und maximaler Zellkonzentration, verglichen. Die Kultivierung in Schüttelkolben war jener im DASGIP Bioreaktor überlegen, was hauptsächlich auf die längere Kultivierungsdauer zurückzuführen war. Bezüglich der verwendeten Nährmedien konnte festgestellt werden, dass das DMEM/Hams Medium zu einer, um bis zu 5 Tage (-45%), verkürzten Prozessdauer führte. Weiters verringerte sich der Antikörpertiter drastisch, blieb jedoch konstant. Zusätzlich wurden Medien-Adaptionen mit den Zelllinien durchgeführt, um diese auf DMEM-Hams Medium zu kultivieren. Diese Adaption wurde erfolgreich in Schüttelkolben durchgeführt und in einer anschließenden Subklonierung wurde eine Verbesserung der qP um 24% (HB617), 337% (2G12-Gl) und 617% (2G12) erreicht. Ausserdem wurde eine Adaption von 50mL Spinnerflaschen auf 150 mL Schüttelkolben in ProCHO5 Medium erfolgreich durchgeführt, wobei qP und konstant blieben. Schlussendlich konnte gezeigt werden, dass die drei Zelllinien unterschiedliche Genkopienzahlen (GCN) der Zielgene aufwiesen, welche für das IgM Molekül kodieren (leiche Kette, schwere Kette, joining Kette). Eine quantitative Echtzeit-PCR (qPCR) Analyse wurde durchgeführt und die Genkopienzahl jedes einzelnen Gens wurde relativ zum -Aktin-Gen einer Referenzzelllinie ermittelt. Mithilfe der Ergebnisse konnte eine Korrelation zwischen der GCN und der qP aufgezeigt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Three immunoglobulin M (IgM) secreting Chinese hamster ovary (CHO) cell lines (HB617, 2G12-GL, 2G12) originating from the DG44 CHO host cell line were used in lab-scale fermentation trials aimed at comparing two different fermentation vessels (shaking flasks vs. DASGIP bioreactor) as well as two different serum-free nutrient media (simple DMEM/Hams vs. rich ProCHO5). All methods were performed in batch mode and their performance was evaluated with respect to their specific productivity (qP), specific growth rate () and other important parameters such as viability, antibody titre and peak cell concentration. Fermentation in shaking flasks turned out to be superior to the DASGIP bioreactor, which was mainly caused by longer process durations. In respect of the two investigated media, results show that using the nutrient-poor DMEM/Hams (D/H) medium had led to shorter process durations of up to 5 days less (- 45 %). Furthermore, antibody titres decreased drastically but no difference in could be observed. In addition to the batch trials, a medium adaptation was conducted to adapt the investigated cell lines from ProCHO5 to DMEM/HAMs F12 medium. This adaptation was deemed successful in shaking flasks and a subsequent subcloning procedure yielded an increase in qP of 24% (HB617), 337% (2G12-Gl) and 617% (2G12). Lastly, a vessel adaptation from 50 mL spinner flasks into 125 mL shaking flasks in ProCHO5 medium was sucessfully performed without inducing any changes in qP and . It has further been shown that the three cell lines under investigation showed different gene copy numbers (GCN) of the target genes coding for the single IgM subunits (light chain, heavy chain, joining chain). A real-time PCR (qPCR) analysis was performed and the GCN, relative to the -actin gene of a non-producer CHO cell line, for each gene was obtained. The analysis revealed that the relative GCN correlates directly with the overall specific productivities of the respective cell lines.