Clarification de cultivos Celuares de Mamiferos
Las células de mamífero se cultivan en una amplia gama de volúmenes mediante diversos métodos para la producción de proteínas diagnósticas y terapéuticas. Las células se cultivan en un biorreactor o en un vaso de fermentación. El primer paso en el proceso de purificación es la eliminación de las células enteras, los residuos celulares y las partículas antes de las operaciones posteriores.
Líneas celulares
Las líneas celulares que se utilizan normalmente para el cultivo de células de mamífero incluyen CHO, células de hibridoma NS0, células de riñón de hámster (BHK) y células humanas PER.C6™. Las líneas celulares que se emplean con más frecuencia a escala producción son las líneas celulares CHO y NS0. Estos tipos celulares son relativamente fáciles de manipular genéticamente, están muy bien caracterizados, son relativamente fáciles de cultivar a gran escala y pueden excretar grandes concentraciones de proteínas recombinantes en solución. Las líneas celulares CHO y NS0 pueden producir niveles altos de expresión proteica; sin embargo, la viabilidad de las células tiende a disminuir a niveles elevados de expresión proteica. Las viabilidades celulares bajas cargan la purificación final con residuos celulares, ADN, proteínas celulares huésped y otras impurezas. Las líneas celulares NS0 requieren componentes adicionales en el medio de cultivo para mantener el crecimiento celular (colesterol, lípidos, etc) que pueden afectar al procesado final. Las células de hibridoma tienen niveles de expresión proteica relativamente bajos (<100 mg/l) y normalmente se cultivan para viabilidades celulares bajas (<30%), lo que complica la cosecha.
Tipos de medios de cultivo celular
Los medios de cultivo celular normalmente contienen aminoácidos, vitaminas, electrolitos y pueden contener hormonas, factores de crecimiento, hidrolizados vegetales, suero animal, antibióticos, antioxidantes, antiespumantes, estabilizantes celulares y otros componentes. Los tipos de medio incluyen: basado en suero, sin suero, sin componentes animales y sin proteínas o químicamente definidos. Los medios basados en suero y sin suero se utilizan ampliamente puesto que pueden utilizarse para cultivar una amplia variedad de tipos y líneas celulares como las células CHO o NS0.
Comparación de los modos de funcionamiento de los cultivos celulares
| Modo de funcionamiento | Lote | Fed-Batch | Perfusión |
| Adición de medio | Inicial | Periódico | Continua |
| Cosecha de fluido | Final | Final | Continua |
| Beneficios | Menos residuos celulares, menor riesgo de contaminación | Alta concentración | Alta productividad Bajos costes |
| Desventajas | Productividad media Cambio frecuente del equipo | Mantenimiento de la esterilidad en el biorreactor Nivel medio de residuos celulares | Mantenimiento de la esterilidad en el biorreactor y en el clarificador principal Alto nivel de residuos celulares |
Caracterización de cultivos celulares
La evaluación de las características de los cultivos celulares es un paso crítico en el desarrollo de un proceso eficaz. A continuación se muestran algunas propiedades de cultivos generalmente aceptados que pueden utilizarse como guía en la selección tecnológica.
| Tipo de cultivo | Lote 3–7 días | Fed-Batch 7–15 días | Perfusión >20 días |
| PSV (sólidos) | Baja <1% | Medio 2–3% | Alta >3% |
| Densidad celular | Baja <3 x 106 células/ml | Intermedia a alta 5–15 x 106 células/ml | Alta >10–15 x 106 células/ml |
| Viabilidad celular | Alta >90% | Intermedia a alta 20–90% | Intermedio a bajo <50% |
| Coloides | Baja | Intermedia a alta | Alta |
| Turbidez | Baja <200 NTU | Alta 500 a >1.000 NTU | Muy alta >>1.000 NTU |
| Facilidad de clarificación | Fácil | Medio | Difícil |
Opciones
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