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利用Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像系統(tǒng)加速抗體單克隆細(xì)胞系的構(gòu)建

 更新時間:2024-07-03 點(diǎn)擊量:217

在生物制藥領(lǐng)域,單克隆細(xì)胞系的構(gòu)建是藥物研發(fā)的關(guān)鍵步驟之一。SystImmune公司,一家專注于抗體研發(fā)的公司,面臨著快速構(gòu)建高產(chǎn)量表達(dá)雙特異性抗體的單克隆細(xì)胞系的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn), SystImmune采用了Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像儀,提高了細(xì)胞系開發(fā)的效率。 這里詳細(xì)介紹SystImmune公司如何利用 Cell Metric ™系統(tǒng)加速雙特異性抗體單克隆細(xì)胞系的構(gòu)建。

SystImmune的細(xì)胞系開發(fā)流程

SystImmune使用CHOZN® (Sigma) 作為表達(dá)平臺。CHOZN® GS-/- CHO細(xì)胞系是一種內(nèi)源性谷氨酰胺合成酶敲除細(xì)胞株,為必需氨基酸谷氨酰胺營養(yǎng)缺陷型,很容易據(jù)此來進(jìn)行篩選。

1.微池轉(zhuǎn)染和挑選

CHOZN細(xì)胞被轉(zhuǎn)染進(jìn)感興趣的基因,每孔鋪5000-10000細(xì)胞。由于采用了CHOZN系統(tǒng),回收率很高,例如接種2-5板,回收率可達(dá)約80%。到第14天時孔中會有大量多克隆細(xì)胞。由于擴(kuò)增所有微池是很困難的,因此會進(jìn)行滴度測定來排除不表達(dá)的細(xì)胞微池。

2.微池的擴(kuò)增和篩選

產(chǎn)物表達(dá)最高的50個微池會選來擴(kuò)增(通過靜態(tài)培養(yǎng)和搖瓶),篩選并做滴度測定。靜態(tài)擴(kuò)增包括將微池細(xì)胞從96孔轉(zhuǎn)至24孔板,然后轉(zhuǎn)至T25T75瓶中培養(yǎng)。搖瓶擴(kuò)增包括將微池中的細(xì)胞擴(kuò)增,后轉(zhuǎn)至30mL補(bǔ)料分批培養(yǎng)搖瓶中。SystImmune要對30mL補(bǔ)料分批培養(yǎng)產(chǎn)物進(jìn)行滴度測定,這樣做的原因是有時靜態(tài)擴(kuò)增的滴度數(shù)據(jù)同最終生物反應(yīng)器中滴度數(shù)據(jù)并不一致。

3.微池細(xì)胞有限稀釋

使用Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像儀進(jìn)行稀釋鋪板時,至少挑選3個微池,用4096孔板進(jìn)行有限稀釋操作。0.3-1個細(xì)胞/孔進(jìn)行鋪板,而后選擇了合適的0.5個細(xì)胞/孔進(jìn)行鋪板。

4.克隆源性確證和存檔

Solentim Cell Metric imager用于對40塊細(xì)胞板進(jìn)行拍照,分別追蹤其在Day 0, Day 1 Day 2的細(xì)胞分裂情況,并在Day 7拍照顯示其克隆形成情況。在此階段,SystImmune確認(rèn)了約200-300個克隆有著高滴度值,但通常選擇至少50Cell Metric確認(rèn)的滴度最高的單細(xì)胞擴(kuò)增克隆。這種單細(xì)胞克隆的確認(rèn)是非常嚴(yán)格的,并需要生成相關(guān)報告用于提交IND。

5.克隆擴(kuò)增

先前步驟中選出的高表達(dá)克隆(基于圖像和滴度數(shù)據(jù))用先前同樣的方法,從靜態(tài)培養(yǎng)到搖瓶培養(yǎng)進(jìn)行擴(kuò)增。另用一個30mL搖瓶補(bǔ)料分批培養(yǎng),將高表達(dá)克隆繼續(xù)擴(kuò)增。


單細(xì)胞克隆


6.克隆評價

SystImmune基于細(xì)胞生長和滴度測試來最終確定哪些克隆被送到生產(chǎn)部門,并還需要將細(xì)胞培養(yǎng)上清進(jìn)行純化交到分析部門,進(jìn)行蛋白質(zhì)量檢測——CE-SDS(毛細(xì)管電泳-SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳),HPLC-SEC(高效液相-尺寸排阻色譜),CIEF(等電毛細(xì)聚焦),結(jié)合和功能測試。他們同樣要檢測拷貝數(shù),檢測支原體。

7.批量擴(kuò)增生產(chǎn)

后來SystImmune挑選了8個產(chǎn)量高的克隆送去生產(chǎn)部門,進(jìn)行3L生物反應(yīng)器發(fā)酵,進(jìn)行活細(xì)胞密度(VCD)和IgG產(chǎn)量分析。

8.產(chǎn)生候選克隆

將好的候選克隆被挑選出來,創(chuàng)建研究細(xì)胞庫(RCB)。

細(xì)胞系開發(fā)過程中面臨的挑戰(zhàn)

同其他公司的CLD部門一樣,SystImmune公司在細(xì)胞系開發(fā)過程中也面臨著一些關(guān)鍵的問題:

l 細(xì)胞系開發(fā)過程中多步驟的復(fù)雜性

l 部門人手不夠

l 降低時間周期及成本

l 每個步驟中形成良好的規(guī)則

提交IND申請時可以形成規(guī)范的文件

l 可以證實細(xì)胞的克隆源性

對于后面兩點(diǎn),同其他公司一樣,SystImmune公司已經(jīng)敏銳地覺察到FDA對于細(xì)胞系單克隆源性的要求,FDASarah Kennett博士曾做過“Establishing Clonal Cell Lines – A Regulatory Perspective’ presentation"的報告。里面概述了ICH Q5D的條款"For recombinant products, the cell substrate is the transfected cell containing the desired sequences which has been cloned from a single cell progenitor"

為細(xì)胞的克隆源性存檔

單細(xì)胞鋪板儀

SystImmune選擇在細(xì)胞系的開發(fā)過程中使用SolentimCell Metric CLD來為細(xì)胞的克隆源性存檔。Cell Metric 單克隆細(xì)胞追蹤成像儀  可以對細(xì)胞孔進(jìn)行高銳利度的整孔成像,提供Day 0時的細(xì)胞狀態(tài),從而為單克隆源性提供關(guān)鍵證據(jù),因此只需要一輪克隆即可。

為了提供克隆源性的證據(jù),SystImmune利用Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像儀配套軟件的“輸出克隆報告"功能制作的報告文件。報告中展示了對所需要的細(xì)胞孔的整孔成像,接種細(xì)胞的具體位置,細(xì)胞如何隨時間逐漸分裂生長為一個克隆團(tuán)(此處僅顯示了Day0Day1)。同樣地,孔內(nèi)同細(xì)胞形態(tài)相似的一些碎片和雜質(zhì)也會被拍到。這些碎片或雜質(zhì)是不會隨著時間而發(fā)生任何形態(tài)上的變化的,這也是證明該克隆團(tuán)為單克隆的重要基礎(chǔ)。

使用CHOZN平臺和以前的兩輪有限稀釋,SystImmune大概要用20周的時間獲得一個好的候選細(xì)胞系交給生產(chǎn)部門,這是一個非常耗時的過程,對于提交一個IND申請這是一個重要的限速步驟。

闡明細(xì)胞的單克隆源性在政策法規(guī)層面是非常重要的。SystImmune使用Cell Metric CLD能夠很好的捕獲細(xì)胞接種,數(shù)量增長直至形成克隆團(tuán)的圖像。


單細(xì)胞克隆


使用Cell Metric,SystImmune在細(xì)胞系建立過程中可以去掉一輪的有限稀釋,這意味著可以節(jié)省6-8周的時間仍能夠達(dá)到法規(guī)的要求。通過這種方式,SystImmune不僅加快了細(xì)胞系的開發(fā)速度,還確保了細(xì)胞系單克隆源性的合規(guī)性,這對于IND申請的提交至關(guān)重要。

SystImmune的這個案例充分展示了Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像儀在生物制藥研發(fā)中的巨大價值。通過提高細(xì)胞系開發(fā)的效率和確保單克隆源性,Cell Metric為生物制藥公司提供了加速藥物上市的關(guān)鍵工具。這不僅縮短了研發(fā)周期,還能在確保產(chǎn)品質(zhì)量和合規(guī)性的同時,降低研發(fā)成本。

蘇州阿爾法生物的STUDIUS生態(tài)系統(tǒng),通過整合VIPS PRO單細(xì)胞鋪板、Cell Metric單克隆細(xì)胞追蹤成像儀以及ICON細(xì)胞成像系統(tǒng),進(jìn)行 IgG產(chǎn)率評估,為細(xì)胞株構(gòu)建提供了一個高效的一體化解決方案。這個軟件平臺允許科學(xué)家根據(jù)特定參數(shù)自定義分析,并自動、即時地處理數(shù)據(jù),縮短了克隆排名和選擇所需的時間。這些 實驗室儀器的使用不僅提高了細(xì)胞株構(gòu)建的效率和精確性,還幫助科學(xué)家加速了整個細(xì)胞開發(fā)過程。