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化繁为简,释放人工!细胞株开发自动化整体解决方案

时间:2024-02-06 来源:上海玮驰仪器有限公司 阅读:434

从1986年FDA批准第一批单克隆抗体起已有35年的历史,目前单抗药物为由特定突变或异常蛋白表达导致的多种疾病提供了新的靶向治疗策略。无论从营业额还是获批上市的数目来看,抗体药物均是生物大分子制药产业的主导者。2019年全球畅销药物TOP10中,抗体类药物占据了6款,甚至抗体类药物每年占FDA新药批准的近五分之一。

 

在抗体药物开发过程中,构建稳定的高产细胞株尤为重要,它将伴随药品的整个生命周期,并直接决定了药品的开发成本、生产效率与产品质量。细胞株开发(Cell line development,CLD)作为抗体药物开发的起点与基础,大致可以分为以下几个步骤,包括:宿主细胞系的选择,表达载体的构建,细胞转染,细胞筛选与评估等等(图一),从而获得生长能力强、放大性好、稳定且高产的优质的单克隆细胞株。

 

图一:细胞住开发流程

 

为了更快地获得高效表达的单克隆细胞株,通常采用Minipool技术路线(图二),以单个细胞为起点进行克隆,以确保生产用的所有细胞均来自单个细胞。对选定的Minipool进行克隆、培养和评估,在多次迭代选择之后,最终的细胞库由具有相同遗传学特征的细胞(克隆群体)组成。

 

图二:CLD构建过程的Minipool策略

 

为了更好地追踪单克隆细胞株的生长和单克隆源性鉴定,科学家通过自动化的成像设备(如Celigo全视野细胞成像仪),对细胞孔板进行多次的全视野成像,以进行单克隆细胞的生长监测和源性追踪。综合Minipool技术策略,在整个细胞株构建过程,需要对单克隆细胞的长时间多次生长监测以及筛选鉴定(图三)。这一过程耗时且繁琐,需要大量的人工操作,限制了细胞株构建的通量。因此,如何提细胞株构建的通量,代替人工操作是细胞株构建过程亟需解决的问题。

 

图三:Celigo用于Minipool策略中细胞生长监测和单克隆源性鉴定

 

瑞孚迪(Revvity)基于explorer G3自动化整合平台,为客户定制不同的细胞株开发自动化解决方案。定制的自动化整合平台以可追溯的方式简化或优化策略,通过促进多个参数的平行评估,使得从研究规模到商业规模的条件保持一致,显著提高细胞株开发效率。

 

explorer G3自动化单克隆细胞监测系统,可以全自动实现单克隆细胞的长时间连续的生长监测,单克隆追踪和源性鉴定以及单克隆细胞hit pick等流程。其中Celigo全视野细胞扫描分析仪进行成像监测与分析,JANUS G3液体处理工作站自动进行细胞换液、上清取样,单克隆挑选等操作,自动化培养箱则用于单克隆细胞的长时间培养。

 

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在细胞株构建过程中,我们需要对单克隆细胞株分泌的抗体持续进行表征分析,以确保满足生物安全法规,并确保产品的性能符合预期。同时为了更高效的产生单细胞,越来越多的自动化单细胞打印设备出现,大大提高细胞株构建自动化,也为细胞株构建的全流程自动化提供更多可能性。