改進的營養介質

“高級美食”的細胞

2018年06月16日

廚師知道，好的食材是美味佳肴*重要的先決條件。由于生產藥物活性成分的細胞培養物對他們吃的東西特別挑剔，馬薩諸塞州沃本的默克密理工學院的研究人員正在致力于為文化創造三星級膳食。

少鹽少鹽，多一點維生素......邁克·科爾曼的“湯”必須滿足數十億鑒賞家。雖然科爾曼是一位生物學家而不是廚師，但他和他在馬薩諸塞州沃本的默克密理博基地的研究團隊創造了“三餐”，當然可以與三星級廚師的烹飪專長相抗衡。然而，科爾曼并沒有為取悅人類味蕾而做飯 - 他試圖為生產基于蛋白質的藥物的顧客滿足基因改造的細胞。 

這些細胞比許多美食家挑剔，因為它需要大約50種非常好的成分來滿足它們。其成分包括碳源（如葡萄糖和谷氨酰胺），必需氨基酸，維生素，鹽，某些脂肪，必需金屬（如銅，鋅和鐵）以及微量元素（如硒鎘等）。

來源有很大的不同

廚師花費大量時間尋找合適的原料供應商，而且在確保Colman細胞培養物“培養基”的質量方面也不例外，因為培養基通常由實驗室工作人員召集。為了創造這些媒體，產品管理團隊尋找能夠確保其原材料始終保持高質量，甚至更重要的原因的制造商。 

鹽的*輕微的污染或者維生素濃度的波動*小可能導致制藥公司巨大的發酵罐中的嬌寵細胞停止工作，因此可能導致巨大的經濟損失。Colman說：“我們向供應商明確表明，我們需要質量一致的原材料。”

在WOBURN生產細胞培養基

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Woburn基地的負責人Mike Colman用細胞培養基Cellvento™CHO-100在此開發
©EMD

將細胞變成藍色

然而，當研究人員混合細胞培養基時，他們不能依賴他們的舌頭來確定培養基的質量。相反，必須使用*先進的分析技術，以便可以對細胞培養基進行系統測試，以確定各種成分是否處于適當的濃度以及培養基的一生中培養基是如何變化的。 

然而，*終，細胞本身會消耗新媒體并進行批判性評估，就像餐廳的客人一樣。細胞在幾十到幾百次小規模測試中被賦予各種類型的媒體。 

例如，一些不同的介質可能含有更高或更低濃度的鹽。在每項測試中，研究人員都會檢查細胞是否生長良好或產生更多活性成分。科學家可以使用臺盼藍染色劑來確定湯是否不符合細胞的味道。Colman解釋道：“健康的細胞排除了污漬，而死亡或死亡的細胞吸收并變成藍色。 

研究人員過去必須通過顯微鏡觀察并手動計算健康（白色）與死亡（藍色）細胞的比例，以確定培養基的質量。如今，測量設備可以立即計數數千個細胞。然而，所有這些工作的目的不僅僅是創造新的更好的細胞培養基。“我們特別想知道為什么某種媒體比另一種媒體更好，這樣我們就可以從中學到這一點，”科爾曼說。 

客戶還不能簡單地訂購科爾曼的細胞培養基。“我們將在2012年9月推出我們的*種培養基，”科爾曼是沃本生產基地藥物化學解決方案研發主管。Cellvento™CHO-100是新產品的名稱 - 中國倉鼠卵巢（CHO）細胞的培養基。迄今為止，這些細胞是用于生產單克隆抗體的*常用的哺乳動物細胞。迄今為止，Cellvento™CHO-100在比較測試中的表現與傳統媒體相當或更好。

正確的營養組合對于細胞繁殖至關重要。這些細胞后來會生產藥物的活性成分

©Getty Images

一個額外的盤子

2012年9月17日

現在大約一年半的時間，客戶還能夠將他們的細胞培養基配方送到達姆施塔特，讓他們通過EMD生產。據Colman稱，這種定制媒體制造“在市場上引起了不小的轟動。”客戶表示有興趣優化媒體以適應他們自己的細胞培養類型，這在某些情況下有特殊需求。 

盡管大多數公司使用相同類型的細胞（CHO細胞），但基因修飾的CHO細胞可能會有所不同，Colman解釋道。取決于活性成分基因被整合到基因組中的位置，細胞將具有不同的需求以及不同的生長和生產特性。“因此，即使是兩種產生相同蛋白質的細胞系有時也需要不同組成的培養基，”Colman說。此外，湯必須做的不僅僅是對細胞的口感良好，并且促進其生長和存活力，并且能夠生產基于蛋白質的藥物產品。 

Colman解釋說：“蛋白質生產和細胞生長競爭可用能源。這就是為什么培養基首先必須達到一定的細胞密度并盡可能長時間地保持它，以便蛋白質生產在任何時候都保持在優越水平。但是，培養基還必須確保蛋白質產品質量合適。例如，它不能被蛋白質消化酶破壞，這些酶通過死細胞釋放到培養基中。沃爾曼的科爾曼團隊自2010年以來一直在測試所有這些組件和程序。他們開始以非常小的毫升量級進行測試，然后再轉向3升生物反應器。 

團隊必須考慮到Colman*初從未考慮過的許多細節。“雖然我們開發液體介質食譜，但沒有人愿意在世界各地購買數千升的水，”他說。因此，這些成分以粉末形式放在一起。但是這提出了如何確保罕見但必需的微量元素均勻分布在以粉末形式遞送的介質中的問題。 

與其他EMD地區的專家合作，Colman和他的團隊一直設法解決這些挑戰 - 這就是為什么Woburn食譜肯定應得到三星評級。