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Titelaufnahme

Titel
Influence of microcarrier surface modification on adhesion and product formation of mammalian cells / eingereicht von Christian Kaisermayer
VerfasserKaisermayer, Christian
Begutachter / BegutachterinKatinger, Hermann
GutachterKatinger, Hermann
Erschienen2007
Umfang152 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2007
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Microcarrier Oberfläche / CHO / Perfusionskultur
Schlagwörter (EN)Microcarrier surface / CHO / high density perfusion culture
Schlagwörter (GND)Mikrocarrier / Oberfläche / CHO-Zelle / Perfusionskultur
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-16570 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Influence of microcarrier surface modification on adhesion and product formation of mammalian cells [6.9 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Produktion von zahlreichen viralen Vakzinen erfolgt derzeit unter Verwendung von adhärenten Zellen. Diese benötigen für ihr Wachstum geeignete Oberflächen. Im Produktionsmaßstab werden oft Microcarrier eingesetzt um den Zellen eine Oberfläche zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig die Möglichkeit zu haben sie in einem Rührkessel zu kultivieren. Mit einer Kollagenschicht überzogene Microcarrier wie zum Beispiel Cytodex 3 werden häufig verwendet um die Zellanheftung zu erleichtern. Das verwendete Kollagen ist tierischen Ursprungs und daher problematisch beim Einsatz in Produktionsprozessen. Es soll deshalb ersetzt werden. In dieser Arbeit wurden Ionentauscher (DEAE), Arginin und Lysin sowie einige ihrer Derivate und ein synthetisch hergestelltes RGDS (Arg-Gly-Asp-Ser) Peptid als Alternativen zum Kollagen getestet. Mit 4 Arginin und 8 DEAE modifizierten Prototypen konnten vergleichbare Ergebnisse zu Cytodex 3 erzielt werden. Makroporöse Carrier können verwendet werden um Suspensionszellen in einem Bioreaktor zu immobilisieren und ermöglichen dadurch die Kultivierung in einem Perfusionssystem. Außerdem erlaubt das Wachstum auf Microcarriern das Entstehen von Zell-Zell Kontakten und die Ausbildung einer differenzierteren Organisation des Cytoskeletts als in Suspension. Diese Faktoren können zu einer Erhöhung der spezifischen Produktivität führen. CHO Zellen, die verschiedene rekombinante Antikörper exprimieren, wurden auf Cytopore 1 und Cytoline 1 Carriern in einem Rührkessel und einem Fließbettreaktor kultiviert. Die Kulturen auf Microcarriern wurden als Perfusionskulturen geführt und mit Batch- und Fedbatchprozessen verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass durch Optimierung der Prozessparameter und vor allem des Kultivierungsmediums in Perfusionssystemen höhere Produktkonzentrationen erzielt werden als im Fedbatch. Darüberhinaus war die volumetrische Produktivität in den Perfusionskulturen bis zu achtmal höher als im Fedbatch.

Zusammenfassung (Englisch)

Numerous viral vaccines are currently produced by anchorage dependent cells. Proliferation of these cells occurrs only after adhesion to a suitable surface. Small scale cultivation is done in tissue culture flasks or roller bottles. In large scale the use of microcarriers provides a growth surface and at the same time allows the cultivation in stirred tank reactors. Bioreactors allow an exact control of the process conditions and the application of bioprocess techniques like fedbatch or perfusion cultivation. Microcarriers with a coating of porcine collagen like Cytodex 3 are frequently used to facilitate cell attachment. As production processes get increasingly free of animal material it is desirable to substitute also the collagen by a ligand of non animal origin. In this study the use of ion exchangers (DEAE) as well as arginine, lysine and some of their derivatives and finally the use of a synthetic RGDS (Arg-Gly-Asp-Ser) peptide as collagen replacement was evaluated. Four arginine and 8 DEAE modified prototypes supported cell growth at least equally to Cytodex 3. Macroporous carriers can be used to retain suspension cells in a bioreactor and thus allow their cultivation in a perfusion system. Additionally the growth on microcarriers facilitates cell-cell contacts and a different organisation of the cytoskeleton compared to growth in suspension which can increase the specific productivity of the cells. CHO cells expressing different recombinant antibodies were cultivated on Cytopore 1 and Cytoline 1 in a stirred tank reactor and a fluidised bed reactor respectively. The microcarrier cultivations were run as perfusion processes and compared to batch and fedbatch cultivation. It was shown that by optimising the process conditions and the cultivation medium even higher product concentrations than in fedbatch can be achieved in perfusion systems. The volumetric productivity in the perfusion systems was up to eightfold increased compared to the fedbatch cultivation.