Принципы и подход к разработке сред для высокоплотного перфузионного культивирования клеток млекопитающих на основе сред для культивирования с подпиткой

На основе базальной среды и среды для подпитки, применяемых в нашей платформе культивирования с подпиткой, была разработана перфузионная среда. Сначала систематически подбирали соотношение базальной среды и среды для подпитки, затем целенаправленно удаляли ненужные и дублирующие компоненты. После сокращения числа компонентов среду удалось дополнительно сконцентрировать вдвое, повысив её питательную ёмкость. Оптимизировали и осмоляльность: для использованных клеточных линий оптимальным оказалось значение около 360 мОсм/кг, обеспечивавшее остаточную осмоляльность культуры около 300 мОсм/кг. Затем скорректировали соотношение аминокислот Q, E, N и D, чтобы снизить содержание лактата и аммония и повысить удельную продуктивность клеток без снижения их жизнеспособности; плотность жизнеспособных клеток при этом практически не изменилась. Кроме того, повысили концентрации некоторых важных витаминов и липидов, а другие, не требовавшиеся витамины исключили. В результате была разработана эффективная перфузионная среда, содержащая только компоненты, признанные важными; их концентрации увеличили для повышения питательной ёмкости среды. Для выбранной клеточной линии установили критическую удельную скорость перфузии на этой среде — 0,075 нл/клетку в сутки; установившаяся объёмная продуктивность составила 1,2 г/л в сутки. Затем процесс успешно масштабировали до одноразового биореактора объёмом 100 л с ATF6: его характеристики были сопоставимы с характеристиками биореактора объёмом 2 л с ATF2. Проблемы, связанные с обращением с большими объёмами среды на производстве, удалось решить, разработав жидкую версию порошкового продукта и фасуя её в специальные контейнеры, готовые к подключению к биореактору. © 2017 Американский институт инженеров-химиков. Biotechnol. Prog., 33:891–901, 2017.