Biyoreaktörde pilot ölçekli monoklonal antikor üretimi

Abstract

Bu çalışmada, serumlu ve serumsuz ortamlarda (SFM) pilot ölçekli monoklonal antikor (MAb) üretimi için döner şişe (DŞ), karıştırmalı tank biyoreaktör (STR) ve tek kullanımlık biyoreaktörler gibi farklı kültür sistemleri ile çalışılmıştır. Hücre kültürü çalışmaları, Salmonella Enteritidis'in O-antijen spesifik MAb salgılayan hibridoma klonu (5A8) ile gerçekleştirilmiştir. Yüksek miktarda ve verimlilikte ürün alabilmek için kullanılan sistemler, hücrelerin büyüme parametreleri ve MAb verimlilikleri açısından tartışılmıştır.STR'de MAb üretiminde 4 litreye kadar ölçek büyütme yapılmış ve hücrelerin üretim kapasiteleri reaktördeki pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, havalandırma ve karıştırma hızı gibi parametreler optimize edilerek değerlendirilmiştir. Hücrelerin büyüme parametrelerinin belirlenmesi için glukoz tüketimlerine, laktik asit ve amonyak üretimlerine bakılmıştır. Sistemlerdeki MAb verimliliği indirekt ELISA ile ölçülmüştür.Bu çalışmada, 5A8 hibridoma klonunun SFM'e adapte olamadığı ve SFM ortamında düşük hücre canlılığı gösterdiği ve düşük MAb titresi elde edildiği belirlenmiştir. STR'de, DŞ'lerde elde edilenden daha yüksek MAb verimliliği elde edildiği ve membran havalandırmalı reaktörde (MHR), DŞ ve STR'deki üretimlere göre daha uzun süre hücre canlılığının korunduğu ve daha yüksek MAb titresi elde edildiği görülmüştür. En yüksek MAb konsantrasyonu statik membran reaktörde (SMR) elde edilirken, en yüksek MAb verimliliği yarı sürekli modda ve yüzey havalandırma koşullarında çalıştırılan STR'de elde edilmiştir.Anahtar sözcükler: Hibridoma, monoklonal antikor, pilot ölçek, döner şişe, karıştırmalı tank biyoreaktör, tek kullanımlık biyoreaktör.

In this study, different cultivation systems such as roller bottles (RB), 5-L stirred tank bioreactor (STR) and disposable bioreactors were used to grow hybridomas for pilot scale production of monoclonal antibody (MAb) in either serum containing or serum free (SFM) culture conditions. For this purpose, cell culture studies were performed by using hybridoma cell line (5A8) producing O-antigen specific MAb against Salmonella Enteritidis. In order to get high quantity and to increase product yield these production systems were discussed in view of the growth parameters and MAb productivity.In stirred tank bioreactor, MAb production scaled up to 4 L and production capabilities of the cells were evaluated by optimizing pH, temperature, dissolved oxygen, aeration rate and stirring speed in the reactor vessel. In order to assess the growth parameters of the cells in different production systems glucose consumption, lactate and ammonia production were determined and MAb productivities of the systems were determined by indirect ELISA.To conclude, lack of adaptation of the cells to SFM in both RB and STR. Less MAb titer in STR compared to RB with SFM. More MAb obtained in STR with FCS supplemented medium than SFM. Higher MAb titer gained in membrane aerated system (MAS) compared to those of STR and RB. Although the highest MAb titer was obtained in the static membrane bioreactor (SMB) system, the highest productivity was obtained in STR operated as semi continuous culture with overlay aeration.Keywords: Hybridoma, monoclonal antibody, pilot scale, roller bottles, stirred tank bioreactors, disposable bioreactors.