Почему создание линий клеток замедляется в биотехнологических процессах
При создании линий клеток сроки затягиваются, если данные о росте поступают уже после того, как срок принятия решения истек — особенно при отборе обширных панелей клонов из культур объемом в миллилитра. Анализ с помощью встроенной рамановской спектроскопии в сочетании с микрообъемной проточной системой позволяет преобразовать динамику концентрации жизнеспособных клеток (VCC) в оперативный сигнал, который можно использовать при отборе для раннего выявления: быстрее определяйте приоритеты, реже проводите повторные испытания и сохраняйте объем культуры, при этом обеспечивая совместимость рабочих процессов с будущей автоматизацией.
Процесс отбора клонов — это проблема продуктивности, замаскированная под аналитическую задачу. Измерить размер клеток можно, но это занимает много времени, не дает стабильных результатов и требует использования ценных молодых культур. Когда аналитические данные о концентрации жизнеспособных клеток (VCC) поступают с опозданием, команды вынуждены откладывать отсеивание образцов, многократно проводить подтверждающие анализы и увеличивать цикл отбора, что, в свою очередь, приводит к увеличению сроков и затрат по всей цепочке.
Тенденция концентрации жизнеспособных клеток (VCC), на которую можно ориентироваться
Рамановская спектроскопия позволяет неинвазивный онлайн-мониторинг динамики концентрации клеток и показателей их жизнеспособности в различных культурах. Используя хемометрические модели, построенные с учетом широкого диапазона значений концентрации жизнеспособных клеток (VCC), команды могут различать относительные тенденции изменения концентрации жизнеспособных клеток у различных клонов клеток яичников китайского хомячка (CHO) и сравнивать кандидаты с меньшей зависимостью от циклов подсчета с использованием реагентов.
Что можно увидеть с помощью рамановской спектроскопии:
- раннее отсеивание концентрации жизнеспособных клеток (VCC) среди потенциальных клонов (сигнал ранжирования);
- динамику роста в ходе отбора и переноса (общая тенденция, а не моментальный срез);
- сопоставимые сигналы по линиям CHO / экспрессируемым белкам (постоянство отбора).
Наличие этой возможности было доказано в рецензируемых исследованиях, которые показали, что рамановская спектроскопия позволяет достоверно оценивать рост клеток, концентрацию жизнеспособных клеток и метаболические профили в культурах клеток CHO в различных условиях.
Предназначено для культивирования в объёме нескольких миллилитров и высокой производительности
С учетом ограничений на ранних этапах разработки используется проточная рамановская система в малообъемной конфигурации. Она обеспечивает надежный сбор спектральных данных из минимальных объемов образца. Микропроточная ячейка позволяет свести к минимуму расход, сохраняя при этом качество спектрального анализа, а её конструкция обеспечивает возможность интеграции в будущие системы автоматизированной обработки.
Данный оптимизированный рабочий процесс соответствует потребностям создания линий клеток, а именно:
- небольшие объемы проб;
- высокая продуктивность при отборе;
- измерения, воспроизводимые в различных культурах;
- будущая интеграция в платформы автоматизированного выращивания.
Более быстрая оценка клонов без проведения многократных испытаний
Когда данные о тенденциях концентрации жизнеспособных клеток (VCC) становятся доступными при минимальной нагрузке на систему сбора данных, принятие решений происходит на более раннем этапе. Команды могут быстрее отбирать слабые образцы, оптимизировать процесс отбора клонов и быстрее выявлять надежные и продуктивные клоны без необходимости ожидания результатов длительных анализов. Результатом является не «больший объем данных», а более оптимальное время: получение быстрых результатов позволяет принимать решения, пока набор клонов ещё достаточно обширен и варианты не ограничены.
Операционные выгоды, которые можно измерить при создании линий клеток
Сократив зависимость от циклов подсчета, требующих большого количества расходных материалов, команды по созданию линий клеток могут документировать следующее:
- сокращение сроков отбора и ускорение процесса отсева;
- снижение расхода реагентов/расходных материалов;
- меньший объем культуры на ранних стадиях развития;
- более надежная сопоставимость результатов при работе с большими наборами клонов;
- аналитика, ориентированная на автоматизацию, а не на отдельные операции, выполняемые вручную.
Алгоритм отбора линий клеток в компании KBI Biopharma
В задокументированном приложении по созданию линии клеток рамановская спектроскопия позволила провести прогнозное моделирование для мониторинга концентрации клеток в нескольких линиях клеток CHO (яичник китайского хомячка), которые содержат различные рекомбинантные белки, обеспечивая простую дифференциацию в широком диапазоне VCC при минимальном количестве образца.
Помимо технической реализации, данное развёртывание продемонстрировало, как мониторинг с помощью рамановской спектроскопии может органично вписаться в рабочие процессы создания линии клеток — от планирования экспериментов до построения моделей — и способствовать развитию долгосрочной стратегии автоматизированного мониторинга на начальных этапах.
Почему именно Endress+Hauser?
Компания Endress+Hauser оказывает поддержку в сфере создания линий клеток на всех этапах — от планирования опытов до химико-метрического моделирования и обучения —, предлагая решения в области рамановской спектроскопии, специально разработанные для анализа микрообъёмов и процессов, готовых к автоматизации.
Основное внимание уделяется не только приборам, но и тому, как помочь специалистам в области создания линии клеток работать эффективнее и увереннее, сохраняя ценные клеточные культуры и принимая более обоснованные решения на ранних этапах процесса.
Как внутренние измерения повышают эффективность биотехнологических процессов помимо создания линии клеток
В данном техническом документе описаны практические способы применения встроенного измерения в режиме реального времени на всех этапах — от разработки до всех этапов производства и реализации. Ознакомьтесь с тем, как подключение критических параметров процесса (CPP) и критических показателей качества (CQA) на ранних этапах технологического процесса способствует более плавной передаче технологий, более уверенному принятию управленческих решений и измеримому улучшению выхода и качества продукции.
На страницах книги вы сможете ознакомиться со следующим:
- как понимание CPP и CQA в режиме реального времени помогает принимать более оперативные и обоснованные решения;
- где встроенные и многопараметрические датчики повышают эффективность технологических процессов на всех этапах производства;
- как рамановская спектроскопия помогает отслеживать состав, качество и стабильность;
- как обеспечивается непрерывность измерений на всех этапах — от разработки в лаборатории до запуска в производство.
