Открытый доступ Открытый доступ  Закрытый доступ Доступ платный или только для подписчиков

Современные подходы к созданию эффективной CHO платформы (обзор)

Sergey Alexandrovich Bondarenko, Petr Nikolaevich Nedil'ko, Stanislav Vladimirovich Poyarkov, Maria Vladimirovna Bogachek, Natalya Vyacheslavovna Pozdnyakova

Аннотация


В настоящее время большинство терапевтических белков производят с помощью стабильных линий клеток китайского хомячка (CHO). Данные линии получают с помощью технологических CHO платформ, которые состоят из 3 модулей: CHO клетки; плазмида, кодирующая целевой белок, и методика получения из первых 2 модулей стабильной клеточной линии. В обзоре описана история CHO клеток, которая предшествовала их выбору в качестве основного продуцента биофармпрепаратов. Основная часть обзора посвящена описанию модулей CHO платформ и технологическим подходам, ведущим к увеличению продуктивности продуцентов, получаемых на основе CHO платформ.

DOI: 10.30906/2073-8099-2022-14-1-12-27


Ключевые слова


CHO, платформа, адаптация, интеграция, MAR, DHFR, GS, промотор

Ссылки


Rosenfeld L. / Clin. Chem. 2003. V. 48. P. 2270 – 2288.

Cohen S. N., Chang A. C. Y. / Proceeds. Nat. Acad. Sci. 1973. V. 70. No. 5. P. 1293.

Dumont J., Euwart D., Mei B., Estes S., Kshirsagar R. / Crit. Rev. Biotechnol. 2016. V. 36. No. 6. P. 1110 – 1122.

Cox M. M., Hollister J. R. / Biologicals. 2009. V. 37. No. 3. P. 182 – 189.

Zhu M. M., Mollet M., Hubert R. S., Kyung Y. S., Zhang G. G. / Handbook Industrial Chem. Biotechnol. 2017. P. 1639 – 1669.

Du C., Webb C. / Comprehensive Biotechnology. 2nd Ed. — Burlington: Acad. Press, 2011. P. 11 – 23.

Mullard A. / Nat. Rev. Drug. Discov. 2021. V. 20. No. 7. P. 491 – 495.

Lalonde M. E., Durocher Y. / J. Biotechnol. 2017. V. 251. P. 128 – 140.

Puck T. T. / Adv. Biol. Med. Phys. 1957. V. 5. P. 75 – 101.

Puck T. T., Cieciura S. J., Robinson A. / J. Exp. Med. 1958. V. 108. No. 6. P. 945 – 956.

Hu T., Miller C. M., Ridder G. M., Aardema M. J. / Mutat. Res. 1999. V. 426. No. 1. P. 51 – 62.

Wurm F. / Processes. 2013. V. 1. P. 296 – 311.

Puck T. T., Sanders P., Petersen D. / Biophys. J. 1964. V. 4. No. 6. P. 441 – 450.

Hamilton W. G., Ham R. G. / In Vitro. 1977. V. 13. No. 9. P. 537 – 547.

Hansen J., Baum A., Pascal K. E., Russo V., Giordano S., Wloga E., Fulton B. O., Yan Y., Koon K., Patel K., Chung K. M., Hermann A., Ullman E., Cruz J., Rafique A., Huang T., Fairhurst J., Libertiny C., Malbec M., Lee W.-y., Welsh R., Farr G., Pennington S., Deshpande D., Cheng J., Watty A., Bouffard P., Babb R., Levenkova N., Chen C., Zhang B., Romero Hernandez A., Saotome K., Zhou Y., Franklin M., Sivapalasingam S., Lye D. C., Weston S., Logue J., Haupt R., Frieman M., Chen G., Olson W., Murphy A. J., Stahl N., Yancopoulos G. D., Kyratsous C. A. / Science. 2020. V. 369(6506). P. 1010 – 1014.

Voronina E. V., Nedil’ko P. N., Lobanova N. V., Trusova I. N. / Russian J. Biopharm. 2020. V. 12. No. 1. P. 15 – 24.

Li Q., Wang W., Guo X., Jia Y.-L., Wang Y.-F., Wang T.-Y. / Biosci., Biotechnol., Biochem. 2017. V. 81. No. 9. P. 1755 – 1761.

Jeon M. K., Yu D. Y., Lee G. M. / Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011. V. 92. No. 4. P. 779 – 790.

Wong D. C., Wong K. T., Nissom P. M., Heng C. K., Yap M. G. / Biotechnol. Bioeng. 2006. V. 95. No. 3. P. 350 – 361.

Ritter A., Rauschert T., Oertli M., Piehlmaier D., Mantas P., Kuntzelmann G., Lageyre N., Brannetti B., Voedisch B., Geisse S., Jostock T., Laux H. / Biotechnol. Bioeng. 2016. V. 113. No. 11. P. 2433 – 2442.

Cain K., Peters S., Hailu H., Sweeney B., Stephens P., Heads J., Sarkar K., Ventom A., Page C., Dickson A. / Biotechnol. Prog. 2013. V. 29. No. 3. P. 697 – 706.

Ritter A., Nuciforo S., Schulze A., Oertli M., Rauschert T., Voedisch B., Geisse S., Jostock T., Laux H. / Biotechnol. Bioeng. 2017. V. 114. No. 3. P. 701 – 704.

Yamane-Ohnuki N., Kinoshita S., Inoue-Urakubo M., Kusunoki M., Iida S., Nakano R., Wakitani M., Niwa R., Sakurada M., Uchida K., Shitara K., Satoh M. / Biotechnol. Bioeng. 2004. V. 87. No. 5. P. 614 – 22.

Ho S. C., Bardor M., Li B., Lee J. J., Song Z., Tong Y. W., Goh L. T., Yang Y. / PLoS One. 2013. V. 8. No. 5. P. e63247.

Davies S. L., O’Callaghan P. M., McLeod J., Pybus L. P., Sung Y. H., Rance J., Wilkinson S. J., Racher A. J., Young R. J., James D. C. / Biotechnol. Prog. 2011. V. 27. No. 6. P. 1689 – 1699.

Romanova N., Noll T. / Biotechnol. J. 2018. V. 13. No. 3. P. 1700232.

Kobayashi M., Tanaka A., Hayashi Y., Shimamura S. / Anal. Biochem. 1997. V. 247. No. 1. P. 179 – 181.

Ebadat S., Ahmadi S., Ahmadi M., Nematpour F., Barkhordari F., Mahdian R., Davami F., Mahboudi F. / PLOS ONE. 2017. V. 12. No. 10. P. e0185967.

Osterlehner A., Simmeth S., Gцpfert U. / Biotechnol. Bioeng. 2011. V. 108. No. 11. P. 2670 – 2681.

Z??iga R. A., Guti?rrez-Gonz?lez M., Collazo N., Sotelo P. H., Ribeiro C. H., Altamirano C., Lorenzo C., Aguillуn J. C., Molina M. C. / J. Biol. Eng. 2019. V. 13. No. 1. P. 59.

Mariati, Koh E. Y. C., Yeo J. H. M., Ho S. C. L., Yang Y. / Bioengineered. 2014. V. 5. No. 5. P. 340 – 345.

Moritz B., Becker P. B., G?pfert U. / Sci. Rep. 2015. V. 5. No. 1. P. 16952.

Qin J. Y., Zhang L., Clift K. L., Hulur I., Xiang A. P., Ren B.-Z., Lahn B. T. / PLOS ONE. 2010. V. 5. No. 5. P. e10611.

Schorpp M., J?ger R., Schellander K., Schenkel J., Wagner E. F., Weiher H., Angel P. / Nucl. Acids Res. 1996. V. 24. No. 9. P. 1787 – 1788.

Doran D. M., Kulkarni-Datar K., Cool D. R., Brown T. L. / Biochimie. 2011. V. 93. No. 2. P. 361 – 368.

Wang X.-Y., Zhang J.-H., Zhang X., Sun Q.-L., Zhao C.-P., Wang T.-Y. / Sci. Rep. 2016. V. 6. No. 1. P. 26446.

Deer J. R., Allison D. S. / Biotechnol. Progr. 2004. V. 20. No. 3. P. 880 – 889.

Thaisuchat H., Baumann M., Pontiller J., Hesse F., Ernst W. / BMC Biotechnol. 2011. V. 11. No. 1. P. 51.

Brinkrolf K., Rupp O., Laux H., Kollin F., Ernst W., Linke B., Kofler R., Romand S., Hesse F., Budach W. E., Galosy S., Mьller D., Noll T., Wienberg J., Jostock T., Leonard M., Grillari J., Tauch A., Goesmann A., Helk B., Mott J. E., Pьhler A., Borth N. / Nat. Biotechnol. 2013. V. 31. No. 8. P. 694 – 695.

Rupp O., MacDonald M. L., Li S., Dhiman H., Polson S., Griep S., Heffner K., Hernandez I., Brinkrolf K., Jadhav V., Samoudi M., Hao H., Kingham B., Goesmann A., Betenbaugh M. J., Lewis N. E., Borth N., Lee K. H. / Biotechnol. Bioeng. 2018. V. 115. No. 8. P. 2087 – 2100.

Jakobi T., Brinkrolf K., Tauch A., Noll T., Stoye J., P?hler A., Goesmann A. / J. Biotechnol. 2014. V. 190. P. 64 – 75.

Tossolini I., Gugliotta A., D?az F. L., Kratje R., Prieto C. / bioRxiv. 2021. 10.1101 / 2021.10.13.464282. P. 2021.10.13.464282.

Shamie I., Duttke S. H., Karottki K. J. la C., Han C. Z., Hansen A. H., Hefzi H., Xiong K., Li S., Roth S. J., Tao J., Lee G. M., Glass C. K., Kildegaard H. F., Benner C., Lewis N. E. / NAR Genom. Bioinform. 2021. V. 3. No. 3.

Grabherr M. G., Pontiller J., Mauceli E., Ernst W., Baumann M., Biagi T., Swofford R., Russell P., Zody M. C., Di Palma F., Lindblad-Toh K., Grabherr R. M. / PLOS ONE. 2011. V. 6. No. 5. P. e20136.

Brown A. J., Sweeney B., Mainwaring D. O., James D. C. / Biotechnol. Bioeng. 2014. V. 111. No. 8. P. 1638 – 1647.

James D. C., Brown A. J. Synthetic promoters for cho cells, methods of producing synthetic promoters using transcription factor binding site modules. Patent No. EP 3074516 A2, 2016.

Juven-Gershon T., Cheng S., Kadonaga J. T. / Nat. Meth. 2006. V. 3. No. 11. P. 917 – 922.

Even D. Y., Kedmi A., Basch-Barzilay S., Ideses D., Tikotzki R., Shir-Shapira H., Shefi O., Juven-Gershon T. / PLOS ONE. 2016. V. 11. No. 2. P. e0148918.

Misaghi S., Chang J., Snedecor B. / Biotechnol. Progr. 2014. V. 30. No. 6. P. 1432 – 1440.

Loew R., Heinz N., Hampf M., Bujard H., Gossen M. / BMC Biotechnol. 2010. V. 10. No. 1. P. 81.

Poulain A., Perret S., Malenfant F., Mullick A., Massie B., Durocher Y. / J. Biotechnol. 2017. V. 255. P. 16 – 27.

Huang E. P., Marquis C. P., Gray P. P. / Biotechnol. Bioeng. 2004. V. 88. No. 4. P. 437 – 450.

No D., Yao T. P., Evans R. M. / Proceeds. Nat. Acad. Sci. 1996. V. 93. No. 8. P. 3346 – 3351.

Lipscomb M. L., Mowry M. C., Kompala D. S. / Biotechnol. Progr. 2004. V. 20. No. 5. P. 1402 – 1407.

Wilson R. H., Hesketh E. L., Coverley D. / Cold Spring Harb. Protoc. 2016. V. 2016. No. 1. P. pdb top074518.

Wilson R. H., Hesketh E. L., Coverley D. / Cold Spring Harb. Protoc. 2016. V. 2016. No. 1. P. pdb prot083758.

Gluch A., Vidakovic M., Bode J. / Handbook Experim. Pharmacol. 2008. V. 186. P. 67 – 103.

Harraghy N., Gaussin A., Mermod N. / Curr. Gene Ther. 2008. V. 8. No. 5. P. 353 – 366.

Mirkovitch J., Mirault M. E., Laemmli U. K. / Cell. 1984. V. 39. No. 1. P. 223 – 232.

Zahn-Zabal M., Kobr M., Girod P. A., Imhof M., Chatellard P., de Jesus M., Wurm F., Mermod N. / J. Biotechnol. 2001. V. 87. No. 1. P. 29 – 42.

Girod P. A., Nguyen D. Q., Calabrese D., Puttini S., Grandjean M., Martinet D., Regamey A., Saugy D., Beckmann J. S., Bucher P., Mermod N. / Nat. Meth. 2007. V. 4. No. 9. P. 747 – 753.

Mielke C., Kohwi Y., Kohwi-Shigematsu T., Bode J. / Biochemistry. 1990. V. 29. No. 32. P. 7475 – 785.

Bode J., Kohwi Y., Dickinson L., Joh T., Klehr D., Mielke C., Kohwi-Shigematsu T. / Science. 1992. V. 255. No. 5041. P. 195 – 197.

Benham C., Kohwi-Shigematsu T., Bode J. / J. Mol. Biol. 1997. V. 274. No. 2. P. 181 – 196.

Shukurov R., Lobanova N., Savinova I., Vorobyova I., Nurbakov A., Ermolina L., Orlova N., Mosina A., Antonova L., Khamitov R., Seryogin Y. / Appl. Biochem. Microbiol. 2014. V. 50. Р. 812 – 818.

Drunen C., Sewalt R. G. A. B., Oosterling R., Weisbeek P., Smeekens S., Driel R. / Nucl. Acids Res. 1999. V. 27. P. 2924 – 2930.

Benabdellah K., Gutierrez-Guerrero A., Cobo M., Muсoz P., Martнn F. / PLoS One. 2014. V. 9. No. 1. P. e84268.

Narwade N., Patel S., Alam A., Chattopadhyay S., Mittal S., Kulkarni A. / Nucl. Acids Res. 2019. V. 47. Р.7247 – 7261.

Palazzoli F., Bire S., Bigot Y., Bonnin-Rouleux F. / Nat. Biotechnol. 2011. V. 29. No. 7. P. 593 – 597.

Harraghy N., Calabrese D., Fisch I., Girod P. A., LeFourn V., Regamey A., Mermod N. / Biotechnol. J. 2015. V. 10. No. 7. P. 967 – 978.

Neville J. J., Orlando J., Mann K., McCloskey B., Antoniou M. N. / Biotechnol. Adv. 2017. V. 35. No. 5. P. 557 – 564.

Williams S., Mustoe T., Mulcahy T., Griffiths M., Simpson D., Antoniou M., Irvine A., Mountain A., Crombie R. / BMC Biotechnol. 2005. V. 5. No. 1. P. 17.

Harland L., Crombie R., Anson S., deBoer J., Ioannou P. A., Antoniou M. / Genomics. 2002. V. 79. No. 4. P. 479 – 482.

Antoniou M., Harland L., Mustoe T., Williams S., Holdstock J., Yague E., Mulcahy T., Griffiths M., Edwards S., Ioannou P. A., Mountain A., Crombie R. / Genomics. 2003. V. 82. No. 3. P. 269 – 279.

Smolke C., Rudina S. S. A novel chromatin-opening element for stable long term gene expression. Patent No. WO 2020 / 223160 A1, 2020.

Zhang F., Santilli G., Thrasher A. J. / Sci. Rep. 2017. V. 7. No. 1. P. 10213.

Kunkiel J., Gцdecke N., Ackermann M., Hoff¬mann D., Schambach A., Lachmann N., Wirth D., Moritz T. / Sci. Rep. 2017. V. 7. No. 1. P. 7919.

Skipper K. A., Hollensen A. K., Antoniou M. N., Mikkelsen J. G. / BMC Biotechnol. 2019. V. 19. No. 1. P. 75.

Irwin B., Heck J. D., Hatfield G. W. / J. Biol. Chem. 1995. V. 270. No. 39. P. 22801 – 22806.

The Inventor Has Waived The Right To Be Mentioned / Codon optimization. Patent No. CN 112513989 A, 2021.

Birch J. R., Racher A. J. / Adv. Drug Deliv. Rev. 2006. V. 58. No. 5 – 6. P. 671 – 685.

Ranaghan M. J., Li J. J., Laprise D. M., Garvie C. W. / BMC Biol. 2021. V. 19. No. 1. P. 36.

Fu H., Liang Y., Zhong X., Pan Z., Huang L., Zhang H., Xu Y., Zhou W., Liu Z. / Sci. Rep. 2020. V. 10. No. 1. P. 17617.

Sabi R., Volvovitch D. R., Tuller T. / Bioinformatics. 2016. V. 33. No. 4. P. 589 – 591.

Supek F. / J. Mol. Evol. 2016. V. 82. No. 1. P. 65 – 73.

Mauro V. P. / BioDrugs 2018. V. 32. No. 1. P. 69 – 81.

Kober L., Zehe C., Bode J. / Biotechnol. Bioeng. 2013. V. 110. No. 4. P. 1164 – 1173.

You M., Yang Y., Zhong C., Chen F., Wang X., Jia T., Chen Y., Zhou B., Mi Q., Zhao Q., An Z., Luo W., Xia N. / Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. No. 14. P. 5953 – 5964.

Cho M. S., Chan S. Y. Vectors having terminal repeat sequence of epstein-barr virus. Patent No. WO 2000/034460 A1, 2000.

Zimmermann J., Hammerschmidt W. / J. Virol. 1995. V. 69. No. 5. P. 3147 – 3155.

Sun R., Spain T. A., Lin S. F., Miller G. / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. No. 18. P. 8646 – 8650.

Orlova N. A., Kovnir S. V., Hodak J. A., Vorobiev I. I., Gabibov A. G., Skryabin K. G. / BMC Biotechnol. 2014. V. 14. No. 56. P. 1472 – 6750?.

Looney J. E., Ma C., Leu T. H., Flintoff W. F., Troutman W. B., Hamlin J. L. / Mol. Cell. Biol. 1988. V. 8. No. 12. P. 5268 – 5279.

Noh S. M., Shin S., Lee G. M. / Sci. Rep. 2018. V. 8. No. 1. P. 5361.

Savizi I., Maghsoudi N., Motamedian E., Lewis N., Shojaosadati S. / Authorea September 24, 2021.

Ng S. K. / Meth. Mol. Biol. 2012. V. 801. P. 161 – 172.

Lin P.-C., Chan K. F., Kiess I. A., Tan J., Shahreel W., Wong S.-Y., Song Z. / mAbs. 2019. V. 11. No. 5. P. 965 – 976.

Gallagher C., Kelly P. S. / Meth. Mol. Biol. 2017. V. 1603. P. 143 – 152.

Tejwani V., Chaudari M., Rai T., Sharfstein S. / Biotechnol. Progr. 2021. 10.1002 / btpr.3208.

Hamaker N. K., Lee K. H. / Curr. Opin. Chem. Eng. 2018. V. 22. P. 152 – 160.

Yoshida J., Akagi K., Misawa R., Kokubu C., Takeda J., Horie K. / Sci. Rep. 2017. V. 7. No. 1. P. 43613.

Gaidukov L., Wroblewska L., Teague B., Nelson T., Zhang X., Liu Y., Jagtap K., Mamo S., Tseng W. A., Lowe A., Das J., Bandara K., Baijuraj S., Summers N. M., Lu T. K., Zhang L., Weiss R. / Nucl. Acids Res. 2018. V. 46. No. 8. P. 4072 – 4086.

Kr?gener S., Rose T., Sandig V., Winkler K. Transposase with enhanced insertion site selection properties. Patent No. WO 2020 / 164702 A1, 2020.

Yoshikawa T., Nakanishi F., Itami S., Kameoka D., Omasa T., Katakura Y., Kishimoto M., Suga K.-i. / Cytotechnology. 2000. V. 33. No. 1. P. 37 – 46.

Doudna J. A., Charpentier E. / Science. 2014. V. 346. No. 6213. P. 1258096.

Reese N. B., Ku S. / Curr. Res. Biotechnol. 2021. V. 3. P. 269 – 280.

Wilson M. H., Coates C. J., George A. L., Jr. / Mol. Ther. 2007. V. 15. No. 1. P. 139 – 145.

Yant S. R., Wu X., Huang Y., Garrison B., Burgess S. M., Kay M. A. / Mol. Cell. Biol. 2005. V. 25. No. 6. P. 2085 – 2094.

Crawford Y., Zhou M., Hu Z., Joly J., Snedecor B., Shen A., Gao A. / Biotechnol. Progr.2013. V. 29. No. 5. P. 1307 – 1315.

de Vree P. J., de Wit E., Yilmaz M., van de Heijning M., Klous P., Verstegen M. J., Wan Y., Teunissen H., Krijger P. H., Geeven G., Eijk P. P., Sie D., Ylstra B., Hulsman L. O., van Dooren M. F., van Zutven L. J., van den Ouweland A., Verbeek S., van Dijk K. W., Cornelissen M., Das A. T., Berkhout B., Sikkema-Raddatz B., van den Berg E., van der Vlies P., Weening D., den Dunnen J. T., Matusiak M., Lamkanfi M., Ligtenberg M. J., ter Brugge P., Jonkers J., Foekens J. A., Martens J. W., van der Luijt R., van Amstel H. K., van Min M., Splinter E., de Laat W. / Nat. Biotechnol. 2014. V. 32. No. 10. P. 1019 – 1025.


Полный текст: PDF

Ссылки

  • Ссылки не определены.


** ** ** ** ** **

ISSN: 2073-8099

** ** ** ** ** **

Подписаться на наши издания Вы можете через почтовые каталоги агентства «Роспечать» и Объединенный каталог «Пресса России», а также на сайтах агентств «УП Урал Пресс», «Информнаука», «Прессинформ» и «Профиздат».