Monoklonale Antikörperproduktion (mAb) aus kontinuierlicher Hybridomkultur über 100 Tage im LAMBDA MINIFOR Bioreaktor

Kontinuierliche Bioprozesse werden zunehmend eingesetzt, um Folgendes zu verbessern:

• Produktivität
• Produktkonsistenz
• Betriebliche Effizienz

Dafür ist jedoch ein System erforderlich, das stabile Bedingungen für empfindliche Säugetierzellen über lange Zeiträume aufrechterhalten kann. Eine Studie am Zentrum für Gentechnik und Biotechnologie (CIGB) hat gezeigt, dass der LAMBDA MINIFOR Bioreaktor die erforderliche Stabilität und Kontrolle für die Langzeitkultivierung von Säugetierzellen bietet. Das System ermöglichte erfolgreich eine kontinuierliche Hybridomkultur über 100 Tage in proteinfreiem Medium – ohne Leistungsdrift oder Kontamination. 

Referenz:González M., Aragón H., Medel M., Hernández D., Ferro W., et al. (2024). Kontinuierliche Kultur von Maus-Hybridomzellen über 100 Tage im LAMBDA MINIFOR Bioreaktor. Biotecnología Aplicada, 41(2): 2211–2218.

Studienübersicht

CB.Hep-1-Hybridomzellen wurden kontinuierlich im MINIFOR-Bioreaktor unter kontrollierten Bedingungen kultiviert:

• Temperatur: 36–37 °C
• pH-Wert: 6,8–7,2
• Scherarme Bedingungen durch biomimetische Fischschwanzrührung

Das schonende Mischverfahren minimiert die Scherkräfte – ein wichtiger Faktor für die Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit und Produktivität der Hybridomzellen über lange Zeiträume. Die Belüftung wurde auf einem niedrigen Niveau gehalten, ohne dass eine CO₂-Zugabe erforderlich war. Der tägliche Mediumwechsel ermöglichte einen stabilen Langzeitbetrieb. Hybridomkulturen reagieren besonders empfindlich auf langfristige Instabilität, einschließlich genetischer Drift und Produktivitätsverlust. Daher ist die Aufrechterhaltung einer stabilen Leistung über längere Zeiträume ein entscheidender Maßstab für die Zuverlässigkeit von Bioreaktoren.

Kontinuierlicher Betrieb

Der kontinuierliche Betrieb begann am Tag 6 und wurde 100 Tage mit einem täglichen Volumenaustausch von bis zu 19 % aufrechterhalten, um einen stationären Zustand zu gewährleisten. Dies ermöglichte stabile stationäre Bedingungen während der gesamten Kultivierungsperiode.

Leistungsergebnisse

Der LAMBDA MINIFOR gewährleistete während des gesamten Experiments eine stabile Zellkulturleistung:

• Durchschnittliche Viabilität: 82,5 %
• Lebende Zelldichte: 1,1 × 10⁶ Zellen/ml

Produktion monoklonaler Antikörper:

• Mittlere Konzentration: 122,7 mg/l
• Spezifische Produktivität: 25,7 µg/10⁶ Zellen/Tag

Insgesamt wurden in der Kultur 12,5 g monoklonale Antikörper produziert, wovon 10,1 g als hochreines Produkt gewonnen wurden.

Produktqualität und -stabilität

Die Produktqualität blieb während des gesamten Prozesses hochkonstant:

• Reinheit > 99 %
• Keine Aggregation
• Stabile Antigenbindungsspezifität

Wichtig ist, dass die verlängerte kontinuierliche Kultivierung die molekulare Integrität oder die biologische Aktivität nicht beeinträchtigte. Der monoklonale Antikörper (mAb):

• behielt seine strukturelle Integrität
• behielt seine Affinität
• zeigte keinen Abbau

Dies beweist die Eignung des MINIFOR für Anwendungen, die eine langfristige Produktkonsistenz erfordern, einschließlich der Hybridom-basierten Produktion und kontinuierlicher Perfusionsprozesse.

Scale-Up-Potenzial

Basierend auf MINIFOR-Daten wurde die Leistung im Großmaßstab modelliert:

• 600 l (ohne Zellretention) – Kontinuierlich – 2.025 g mAb/Jahr
• 50 l (mit Zellretention) – Kontinuierlich – 1.378 g mAb/Jahr

Diese Prognosen unterstreichen die Bedeutung des MINIFOR als zuverlässiges Scale-Down-Modell für die Prozessentwicklung und -optimierung vor der industriellen Implementierung.

Fazit

Die 100-tägige CB.Hep-1 Hybridomstudie zeigt, dass der LAMBDA MINIFOR Bioreaktor Folgendes bietet:

• Stabiler Langzeitbetrieb
• Präzise Umgebungskontrolle
• Schonendes Mischen für empfindliche Zellen
• Konstante Produktqualität

Das System eignet sich besonders für Anwendungen, die über längere Zeiträume stabile biologische Bedingungen aufrechterhalten können. Der MINIFOR bietet eine robuste und zuverlässige Plattform für die Säugetierzellkultur, die Produktion monoklonaler Antikörper (mAbs) und die kontinuierliche Prozessentwicklung.

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