[go: up one dir, main page]

RU2828843C1 - Method for increasing productivity of hybridoma cells by culturing them in presence of colchicine - Google Patents

Method for increasing productivity of hybridoma cells by culturing them in presence of colchicine Download PDF

Info

Publication number
RU2828843C1
RU2828843C1 RU2024110791A RU2024110791A RU2828843C1 RU 2828843 C1 RU2828843 C1 RU 2828843C1 RU 2024110791 A RU2024110791 A RU 2024110791A RU 2024110791 A RU2024110791 A RU 2024110791A RU 2828843 C1 RU2828843 C1 RU 2828843C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hybridoma cells
productivity
concentration
colchicine
cultivation
Prior art date
Application number
RU2024110791A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Станиславович ЛАЗАРЕВ
Мария Денисовна ДОЛГИХ
Татиана Константиновна БЕЗУКЛАДНИКОВА
Степан Олегович ДЕВЯТОВ
Михаил Борисович Раев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2828843C1 publication Critical patent/RU2828843C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention is a method of increasing the productivity of hybridoma cells, in which the hybridoma cells-producers of IgG are cultured in a DMEM culture medium containing 10% of bovine blood serum (ABS), 2 mM glutamine, 1.2 mM sodium pyruvate, 30 mcg/ml of gentamycin and 1 mM sodium butyrate, adding colchicine to a final concentration of 10 ng/ml, wherein cultivation is carried out at 37 °C and CO2 concentration of 5% for 9 days.
EFFECT: invention provides a significant increase in the productivity of hybridoma cells in terms of increasing the concentration of antibodies produced by the cells in the culture medium at the end of cultivation.
1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Изобретение относится к области биотехнологии и может применяться в производстве моноклональных антител методом in vitro культивирования гибридомных клеток. Кроме того, изобретение может найти применение в научных исследованиях. Изобретение направлено на повышение продуктивности гибридомных клеток с помощью добавления в культуральную среду колхицина.The invention relates to the field of biotechnology and can be used in the production of monoclonal antibodies by in vitro cultivation of hybridoma cells. In addition, the invention can find application in scientific research. The invention is aimed at increasing the productivity of hybridoma cells by adding colchicine to the culture medium.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

К настоящему времени описаны методы повышения продуктивности гибридомных клеток, основанные на различных принципах, включая:To date, methods for increasing the productivity of hybridoma cells have been described based on various principles, including:

- оптимизацию физических условий культивирования (температуры, осмолярности, рН среды, скорости перемешивания, вида перемешивающего устройства) [K. Øyaas, Karin Øyaas, Т. Е. Ellingsen, N. Dyrset, and D. W. Levine, "Hyperosmotic hybridoma cell cultures: Increased monoclonal antibody production with addition of glycine betaine", Biotechnology and Bioengineering, vol. 44, no. 8, pp. 991-998, Oct. 1994, doi: 10.1002/bit.260440816];- optimization of physical cultivation conditions (temperature, osmolarity, pH of the medium, stirring speed, type of stirring device) [K. Øyaas, Karin Øyaas, T. E. Ellingsen, N. Dyrset, and D. W. Levine, "Hyperosmotic hybridoma cell cultures: Increased monoclonal antibody production with the addition of glycine betaine", Biotechnology and Bioengineering, vol. 44, no. 8, pp. 991-998, Oct. 1994, doi: 10.1002/bit.260440816];

- подбор режима культивирования (стартовая концентрация клеток, общее время культивирования, время и скорость внесения дополнительных питательных веществ) [Y. Т. Luan, R. Mutharasan, R. Mutharasan, and W. E. Magee, "Strategies to extend longevity of hybridomas in culture and promote yield of monoclonal antibodies," Biotechnology Letters, vol. 9, no. 10, pp. 691-696, Oct. 1987, doi: 10.1007/bf01024599];- selection of the cultivation mode (starting cell concentration, total cultivation time, time and rate of addition of additional nutrients) [Y. T. Luan, R. Mutharasan, R. Mutharasan, and W. E. Magee, "Strategies to extend longevity of hybridomas in culture and promote yield of monoclonal antibodies," Biotechnology Letters, vol. 9, no. 10, pp. 691-696, Oct. 1987, doi: 10.1007/bf01024599];

- поиск более дешевых компонентов питательных сред, способных поддерживать рост гибридомных клеток [K. Yamada, I. Ikeda, Т. Sugahara, S. Shirahata, and H. Murakami, "Screening of Immunoglobulin Production Stimulating Factor (IPSF) in Foodstuffs Using Human-human Hybridoma HB4C5 Cells," Agricultural and Biological Chemistry, vol. 53, no. 11, pp. 2987-2991, 1989, doi: 10.1080/00021369.1989.10869785.]; - использование ингибиторов роста гибридомных клеток [Е. Suzuki and D. F. Ollis, "Enhanced antibody production at slowed growth rates: experimental demonstration and a simple structured model," Biotechnol. Prog., vol. 6, no. 3, pp. 231-236, 1990, doi: 10.1021/bp00003a013].- search for cheaper components of nutrient media capable of supporting the growth of hybridoma cells [K. Yamada, I. Ikeda, T. Sugahara, S. Shirahata, and H. Murakami, "Screening of Immunoglobulin Production Stimulating Factor (IPSF) in Foodstuffs Using Human-human Hybridoma HB4C5 Cells," Agricultural and Biological Chemistry, vol. 53, no. 11, pp. 2987-2991, 1989, doi: 10.1080/00021369.1989.10869785.]; - use of inhibitors of hybridoma cell growth [E. Suzuki and D. F. Ollis, "Enhanced antibody production at slowed growth rates: experimental demonstration and a simple structured model," Biotechnol. Prog., vol. 6, no. 3, pp. 231-236, 1990, doi: 10.1021/bp00003a013].

Ранее были предложены ингибиторы пролиферации гибридомных клеток, способные повышать их продуктивность и работающие по различным механизмам: ингибиторы синтеза ДНК (тимидин, гидроксимочевина), неселективные ингибиторы синтеза белка (ацетат калия), вторичные посредники передачи внутриклеточных сигналов (цАМФ), ингибиторы внутриклеточных белков (бутират натрия).Previously, inhibitors of hybridoma cell proliferation were proposed that are capable of increasing their productivity and work by various mechanisms: inhibitors of DNA synthesis (thymidine, hydroxyurea), non-selective inhibitors of protein synthesis (potassium acetate), secondary messengers of intracellular signal transmission (cAMP), inhibitors of intracellular proteins (sodium butyrate).

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является метод, предложенный Field, R. [Field, R. (2022). Enhanced production of proteins by cell culture (Patent No. CA 1341367). The Canadian Patent Office]. Суть этого метода заключается в повышении продуктивности клеток, полученных методами генетической инженерии, путем их культивирования при постоянном присутствии в культуральной среде алкановых кислот или их солей в концентрациях от 0.1 до 200 мМ. Культивирование клеток при этом может проводиться как в бессывороточных культуральных средах, так и в средах с добавлением сыворотки. Особое внимание в материалах описываемого метода уделяется использованию бутирата натрия (или бутановой кислоты) для повышения продукции иммуноглобулинов (в том числе IgG) гибридомными клетками. В частности, показан положительный эффект бутирата натрия на продуктивность гибридомных клеток при их культивировании в среде DMEM в колбах при перемешивании, при концентрации углекислого газа 5% и температуре 37 °С.The closest to the claimed method in technical essence and the achieved result is the method proposed by Field, R. [Field, R. (2022). Enhanced production of proteins by cell culture (Patent No. CA 1341367). The Canadian Patent Office]. The essence of this method is to increase the productivity of cells obtained by genetic engineering methods by culturing them in the constant presence of alkanoic acids or their salts in the culture medium at concentrations from 0.1 to 200 mM. Cell cultivation can be carried out both in serum-free culture media and in media with the addition of serum. Particular attention in the materials of the described method is paid to the use of sodium butyrate (or butanoic acid) to increase the production of immunoglobulins (including IgG) by hybridoma cells. In particular, a positive effect of sodium butyrate on the productivity of hybridoma cells was shown when they were cultured in DMEM medium in flasks with stirring, at a carbon dioxide concentration of 5% and a temperature of 37 °C.

С позиции критики необходимо отметить, что одновременное применение нескольких методов повышения продуктивности может иметь кумулятивный эффект, что делает поиск новых методов важным для разработки более эффективных биотехнологических процессов. Поэтому поиск новых стимуляторов продуктивности гибридом может с одной стороны помочь обнаружить вещества, которые способны более эффективно воздействовать на некоторые клеточные линии, чем уже известные аналоги, а с другой вновь обнаруженные вещества могут иметь потенциал для совместного использования с уже известными аналогами для повышения их эффективности.From a critical standpoint, it should be noted that the simultaneous use of several productivity enhancing methods can have a cumulative effect, which makes the search for new methods important for the development of more efficient biotechnological processes. Therefore, the search for new stimulators of hybridoma productivity can, on the one hand, help to discover substances that are able to act more effectively on some cell lines than already known analogues, and on the other hand, newly discovered substances may have the potential for joint use with already known analogues to increase their efficiency.

Заявляемый способ позволяет решать задачу повышения продуктивности гибридомных клеток за счет использования колхицина в процессе культивирования. Это имеет существенное значение, особенно в ситуациях, когда для используемой в биотехнологическом процессе клеточной линии иные методы повышения продуктивности малоэффективны или их эффективность может быть повышена использованием заявленного способа.The claimed method allows solving the problem of increasing the productivity of hybridoma cells by using colchicine in the cultivation process. This is of significant importance, especially in situations where other methods of increasing productivity are ineffective for the cell line used in the biotechnological process or their effectiveness can be increased by using the claimed method.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение продуктивности гибридомных клеток при их in vitro культивировании с целью получения моноклональных антител. В качестве меры продуктивности при этом используется концентрация продуцируемых клетками IgG в культуральной среде по окончанию культивирования.The task to which the claimed invention is directed is to increase the productivity of hybridoma cells during their in vitro cultivation for the purpose of obtaining monoclonal antibodies. The concentration of IgG produced by the cells in the culture medium at the end of cultivation is used as a measure of productivity.

Предлагаемый способ заключается в культивировании гибридомных клеток-продуцентов IgG в среде, содержащей DMEM, сыворотку крови крупного рогатого скота и бутират натрия в присутствии колхицина.The proposed method consists of culturing hybridoma cells producing IgG in a medium containing DMEM, bovine serum and sodium butyrate in the presence of colchicine.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В стандартную культуральную среду DMEM (используется DMEM High Glucose (4,5 g/l) w/o L-Glutamin, компании Capricorn Scientific), добавляется сыворотка KPC до конечной концентрации 10%, L-глутамин до конечной концентрации 2 мМ, пируват натрия до конечной концентрации 1.2 мМ, гентамицин до конечной концентрации 30 мкг/мл и бутират натрия до конечной концентрации 1 мМ. Среду описанного состава используют в качестве контроля. В среду, используемую в качестве контроля, добавляется колхицин до конечной концентрации 10 нг/мл. Вносятся клетки гибридомы и осуществляется культивирование в условиях температуры 37 °С и концентрации СО2 5% в течение 9 дней. По окончании культивирования клетки гибридомы удаляются центрифугированием, а в супернатанте определяют концентрацию полученных иммуноглобулинов.In a standard DMEM culture medium (DMEM High Glucose (4.5 g/l) w/o L-Glutamin, Capricorn Scientific) are added KPC serum to a final concentration of 10%, L-glutamine to a final concentration of 2 mM, sodium pyruvate to a final concentration of 1.2 mM, gentamicin to a final concentration of 30 μg/ml, and sodium butyrate to a final concentration of 1 mM. The medium of the described composition is used as a control. Colchicine is added to the medium used as a control to a final concentration of 10 ng/ml. Hybridoma cells are introduced and cultivated at 37 °C and 5% CO 2 for 9 days. Upon completion of the cultivation, the hybridoma cells are removed by centrifugation, and the concentration of the obtained immunoglobulins is determined in the supernatant.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в том, что обеспечивается значимое повышение продуктивности гибридомных клеток, заключающееся в приросте концентрации IgG в культуральной среде по окончанию культивирования по сравнению с результатом культивирования в среде, содержащей бутират натрия.The technical result achieved by the invention consists in the fact that a significant increase in the productivity of hybridoma cells is ensured, consisting in an increase in the concentration of IgG in the culture medium at the end of cultivation compared to the result of cultivation in a medium containing sodium butyrate.

Признаки способа, отвечающие критерию новизны, состоят в том, что для повышения продуктивности гибридомных клеток используется введение в уже известную и применяемую культуральную среду нового вещества - колхицина, для которого ранее не была показана биологическая активность в отношении гибридом.The features of the method that meet the criterion of novelty consist in the fact that in order to increase the productivity of hybridoma cells, a new substance is introduced into an already known and used culture medium - colchicine, for which biological activity in relation to hybridomas has not previously been demonstrated.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующим примером осуществления.The claimed invention is illustrated by the following example of implementation.

Пример 1Example 1

Все процедуры проводят в ламинарных шкафах II класса биологической защиты с использованием стерильной одноразовой посуды и реагентов.All procedures are carried out in laminar flow cabinets of class II biological protection using sterile disposable utensils and reagents.

Исходный раствор колхицина готовят из стерильного порошка, растворяя его в стерильной бидистиллированной воде до концентрации 1 мкг/мл. Раствор бутирата натрия готовят путем смешивания равных объемов 200 мМ раствора бутановой кислоты и 200 мМ раствора NaOH и стерилизуют пропусканием через шприцевой фильтр с диаметром пор 0.22 мкм.The stock solution of colchicine is prepared from the sterile powder by dissolving it in sterile bidistilled water to a concentration of 1 μg/ml. The sodium butyrate solution is prepared by mixing equal volumes of 200 mM butanoic acid and 200 mM NaOH and sterilized by passing through a syringe filter with a pore diameter of 0.22 μm.

В культуральную среду DMEM, содержащую 10% ABS (сыворотка крови крупного рогатого скота), 2 мМ глутамина, 1.2 мМ пирувата натрия, 30 мкг/мл гентамицина и 1 мМ бутирата натрия добавляют колхицин до конечной концентрации 10 нг/мл.Colchicine was added to the DMEM culture medium containing 10% ABS (bovine serum), 2 mM glutamine, 1.2 mM sodium pyruvate, 30 μg/ml gentamicin and 1 mM sodium butyrate to a final concentration of 10 ng/ml.

Клетки гибридомы G3D3 в экспоненциальной фазе роста центрифугируют при 120g 5 мин. Супернатант удаляют. Клетки ресуспендируют в подготовленной культуральной среде, содержащей колхицин и вносят в лунки плоскодонного 48-ми луночного планшета. Культивирование проводят при 37 °С и концентрации СО2 5%. На 9 день из лунок отбирают пробы, которые центрифугируют при 10000g 10 мин и определяют концентрацию мышиных иммуноглобулинов G в супернатанте методом ИФА в трехкратной повторности. Результаты измерений для приведенного примера представлены в таблице 1 (приведены медиана и медианное абсолютное отклонение). Концентрация IgG в таблице указана в процентах от их концентрации в контрольной группе (не содержащей колхицин). Использование заявляемого способа культивирования гибридомных клеток позволяет повысить их продуктивность по сравнению с прототипом на 43%.G3D3 hybridoma cells in the exponential growth phase are centrifuged at 120g for 5 min. The supernatant is removed. The cells are resuspended in the prepared culture medium containing colchicine and added to the wells of a flat-bottomed 48-well plate. Cultivation is carried out at 37 °C and a CO2 concentration of 5%. On the 9th day, samples are taken from the wells, centrifuged at 10,000g for 10 min, and the concentration of mouse immunoglobulins G in the supernatant is determined by the ELISA method in triplicate. The measurement results for the given example are presented in Table 1 (the median and median absolute deviation are given). The IgG concentration in the table is indicated as a percentage of their concentration in the control group (not containing colchicine). The use of the claimed method for culturing hybridoma cells allows increasing their productivity by 43% compared to the prototype.

Таким образом, технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается, в том, что разработанный способ культивирования гибридомных клеток позволяет повысить их продуктивность за счет добавления в культуральную среду колхицина.Thus, the technical result from the use of the proposed invention is that the developed method for culturing hybridoma cells allows for increasing their productivity by adding colchicine to the culture medium.

Claims (1)

Способ повышения продуктивности гибридомных клеток, при котором осуществляют культивирование гибридомных клеток-продуцентов IgG в культуральной среде DMEM, содержащей 10% сыворотки крови крупного рогатого скота (ABS), 2 мМ глутамина, 1.2 мМ пирувата натрия, 30 мкг/мл гентамицина и 1 мМ бутирата натрия, добавляют колхицин до конечной концентрации 10 нг/мл, при этом культивирование проводят при 37 °C и концентрации CO2 5% в течение 9 дней.A method for increasing the productivity of hybridoma cells, which involves culturing hybridoma cells producing IgG in a DMEM culture medium containing 10% bovine serum (ABS), 2 mM glutamine, 1.2 mM sodium pyruvate, 30 μg/ml gentamicin and 1 mM sodium butyrate, adding colchicine to a final concentration of 10 ng/ml, and culturing at 37 °C and a CO2 concentration of 5% for 9 days.
RU2024110791A 2024-04-19 Method for increasing productivity of hybridoma cells by culturing them in presence of colchicine RU2828843C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2828843C1 true RU2828843C1 (en) 2024-10-21

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1341367C (en) * 1986-03-14 2002-06-11 Raymond Paul Field Enhanced production of proteins by cell culture
RU2431667C2 (en) * 2006-04-13 2011-10-20 Медикал Энд Байолоджикал Лэборетериз Ко., Лтд. Fused partner cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1341367C (en) * 1986-03-14 2002-06-11 Raymond Paul Field Enhanced production of proteins by cell culture
RU2431667C2 (en) * 2006-04-13 2011-10-20 Медикал Энд Байолоджикал Лэборетериз Ко., Лтд. Fused partner cell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUAN Y.Т. et al. "Strategies to extend longevity of hybridomas in culture and promote yield of monoclonal antibodies", Biotechnology Letters, vol. 9, no. 10, pp. 691-696, Oct. 1987, doi: 10.1007/bf01024599. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12018070B2 (en) Methods of shifting an isoelectric profile of a protein product and uses thereof
JP6943972B2 (en) Perfusion medium
CN108884428B (en) Connecting perfusion to continuous flow stirred tank reactor cell culture system
EP2188371A2 (en) Use of perfusion to enhance production of fed-batch cell culture in bioreactors
AU2015369809B2 (en) Methods of culturing a mammalian cell
EP4008774A1 (en) Cell culture method and application thereof based on high-density and continuous inoculation
AU2020207824A1 (en) Perfusion media
RU2828843C1 (en) Method for increasing productivity of hybridoma cells by culturing them in presence of colchicine
Thyden et al. Recycling spent animal cell culture media using the thermally resistant microalga Chlorella sorokiniana
CN109576212B (en) Culture method of seed cells in high-density inoculation culture and application thereof
US20220333054A1 (en) Methods of perfusion culturing a mammalian cell
CN119709591A (en) Method for producing antibody by improving cell inoculation density through seed perfusion culture and application
Lindbom et al. High throughput hybridoma cultivation
RU2811104C2 (en) Methods of cultivating mammal cells
Ott Upstream Process Intensification Using an Ultra-High Cell Density Chinese Hamster Ovary Cell Bank
Wang et al. High cell density perfusion culture of hybridoma cells for production of monoclonal antibodies in the celligen packed bed reactor
Tolbert et al. Perfusion culture
CN116376802A (en) Universal serum-free protein-free culture medium and application thereof
Marx¹ et al. ADAPTATION OF A MURINE MONOCLONAL HYBRIDOMA CELL LINE TO A LOW COST SERUMFREE MEDIUM BY A REPEATED BATCH FERMENTATION PROCEDURE