細胞株開発 CHO、ハイブリドーマ、HEK 293などのセルラインから組換えタンパク質を高効率で生成
細胞株開発とは
安定細胞株は、生物製剤(組換えタンパク質やモノクローナル抗体など)の生産や薬剤スクリーニング、遺伝子機能研究など、多くの用途に用いられています。安定した細胞株を開発する際には、CHO細胞やHEK293細胞などの宿主細胞に目的のプラスミドをトランスフェクションすることから始まります。その後、高発現クローンをスクリーニングし、定量します。高発現クローンが同定されると、細胞株や細胞によって産生されるタンパク質が検証されます。従来の手作業によるスクリーニングは、時間と労力がかかるため、ハイスループット自動化ソリューションへの期待が高まっています。
細胞株開発プロセス
- トランスフェクション
宿主細胞に外来DNA(目的の組換えタンパク質をコードする)を導入します。外来DNAがゲノムに組み込まれ、長期間組換えタンパク質を発現する能力を維持する細胞集団は、安定的にトランスフェクトされた細胞と呼ばれます。 - 抗体スクリーニング/力価ランキング
トランスフェクトされた細胞プールから価値の高いクローンを発見・選択することを抗体スクリーニング/力価ランキングといいます。目的のタンパク質の細胞表面での発現や抗体の分泌を定量化することで(力価ランキング)、希少な高親和性結合体や高生産体を見出す確率を高めることができます。 - 単一細胞の分離と細胞生存率
細胞集団が遺伝的に同一であることを確実にするために、単一で生存可能な細胞を分離し、クローン化する必要があります。これにより、発現の不均一性を低減します。 - モノクローナル性の保証
バイオ治療薬用の細胞株を開発する際、その細胞株が単一の前駆細胞に由来していることを保証する必要があります。モノクローナル性の文書化は画像ベースで行われ、単一細胞の画像が記録されます。
5. クローン生産性スクリーニングと力価
クローン由来の細胞株から産生される組換えタンパク質や抗体の量を検出する検査します。
組換えタンパク質作製のワークフロー
- 1. トランスフェクション
目的タンパク質をコードする組換えプラスミドで宿主細胞をトランスフェクションします。 - 2. トランスフェクトされた細胞プールの選択
目的のタンパク質を産生する安定した細胞を選択します。 - 3. クローンのスクリーニングと選択
目的タンパク質を高発現するクローンをスクリーニングし、選択します - 4. 細胞株の特性評価
各クローンの安定性と生産性を検証し、特性評価を行います。 - 5. 拡大およびダウンストリーム評価
クローンを拡大し、ダウンストリームバイオプロセスを実施。セルバンキングも併せて行います。
細胞株開発を支援する製品・サービス
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CellXpress.ai
自動細胞培養システム機械学習とデータに裏付けられた自動処理による次世代細胞培養システム
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DispenCell
シングルセルディスペンサー効率的で信頼性の高いシングルセルの単離を可能にします
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SpectraMax iD3/iD5
マルチモードマイクロプレートリーダー大型タッチスクリーンを備えた高感度マイクロプレートリーダー
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CloneSelect Imager
(CSI and CSI FL)蛍光および明視野での高速な画像取得とモノクローナリティレポートの作成機能を含む
インテリジェントな画像解析を実装するシステム -
ClonePix 2
自動動物細胞コロニーピッキングシステムモノクローナル抗体やバイオ医薬品を生産する細胞株樹立ワークフローの自動化ソリューション
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ImageXpress Micro Confocal
ハイコンテントイメージングシステム1週間に100万ウェルを超えるイメージングが可能な、ユニークな共焦点イメージングソリューション
細胞株開発の応用と方法
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COVID-19と感染症研究
ここでは、細胞株開発、結合親和性、ウイルス中和、ウイルス力価など、感染症研究における一般的なアプリケーションを取り上げ、ワクチン、治療薬、診断薬など、COVID-19に対する潜在的な治療法を開発するために、SARS-CoV-2ウイルスを理解することに重点を置いてます。
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細胞表面発現スクリーニング
細胞表面に発現する多くのタンパク質は、バイオ医薬品の発見と開発のターゲットです。例えば、タンパク質共役受容体(GPCR)は細胞表面タンパク質の最大のクラスであり、既存の薬剤のほぼ40%の標的となっている。トランスフェクトされた細胞プールから、GPCRの細胞表面発現が上昇した価値の高いクローンを発見・選択することは困難なことです。ClonePix 2システムは、希少な高親和性バインダーや高産生を発見する確率を高める、大規模な細胞集団をスクリーニングする自動化された方法です。
細胞表面タンパク質発現による哺乳類細胞コロニーの迅速な自動セレクション >
新規ClonePix技術を用いたGPCR発現哺乳類細胞株の迅速な選択と開発 >
非Abタンパク質を分泌する高産生な哺乳動物細胞を迅速かつ効率的に選択する > -
細胞生存率
細胞株開発には、標的治療用タンパク質を高濃度で安定的に産生するシングル細胞由来のクローンを発見することが必要です。このプロセスにおける重要な最初のステップは、生きたシングルセルを単離することである。単一細胞は増殖してコロニーを形成し、標的治療用タンパク質の生産性を評価することができます。単一細胞由来のクローンの生存率と増殖率は、CloneSelect ImagerとSpectraMax i3xマイクロプレートリーダーおよびイメージングサイトメーターで評価できます。
CloneSelect Imagerでのコンフルエンスと成長曲線の作成 >
EarlyTox Cell Integrity Kitによる細胞生存率と細胞毒性測定 >
発光細胞生存能と細胞毒性アッセイ >
パンフレット:SpectraMax i3x > -
クローン生産性
スクリーニングと力価価値の高いクローンを同定する上で重要な要素は、単一細胞由来のコロニーの生産性を決定することである。従来のアプローチによる生産性のスクリーニングは手間と時間がかかり、一般に限界希釈法から単一細胞を単離し、次いでELISAを用いて力価を評価するという多段階プロセスで構成されます。ClonePix 2システムは、表現型選択、単細胞分離、生産性スクリーニングを1つのステップにまとめ、スクリーニング時間を劇的に短縮し、候補の数を増やします。
安定高産生なクローンの迅速なスクリーニングと選択 >
CHOセルにおけるIgG生産の自動最適化 >
ウイルス特異性ハイブリドーマの開発促進 > -
コロニーピッキング
コロニーピッキングは生物学研究において不可欠なステップです。なぜなら、アプリケーションサイエンティストは、DNAやタンパク質を大量生産し、様々なアプリケーションに使用するために、価値の高いクローンを分離する必要があるからです。従来、微生物のコロニーピッキングは、滅菌ピペットチップや接種ループを用いて手作業で行われており、通常、時間と労力がかかります。哺乳類のコロニーは通常、限界希釈法などの面倒なプロセスでセレクションされますが、これは細胞のアウトグロースに悪影響を及ぼす可能性があります。自動コロニーピッカーは、全プロセスをより迅速にするだけでなく、より一貫した再現性のある結果を得ることができます。
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創薬と医薬品開発
1つの医薬品がゴールラインに到達するごとに、別の9つの医薬品が成功しない。この憂慮すべき失敗率は、複雑なヒトの生物学を忠実に模倣していない2次元細胞培養に依存していることに起因しています。
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IgG定量
治療用タンパク質工学および細胞株開発において、IgG定量は、遺伝子組み換え細胞株が産生する、治療用タンパク質の一般的なクラスである免疫グロブリンG(IgG)の量を測定するプロセスです。これは、細胞株の生産性を評価・モニタリングし、抗体治療薬のさらなる開発に最適な候補を選択するために重要です。
創薬開発におけるクローンスクリーニングのためのハイスループットIgG定量プラットフォーム >
ポスター 創薬開発におけるクローンスクリーニングのためのハイスループットIgG定量プラットフォーム >
血清検体中のSARS-CoV-2スパイクおよびヌクレオカプシドIgG抗体の定性的測定 >
ウイルス学とワクチン研究 マイクロプレートリーダーソリューション > -
モノクローナル性
細胞株開発と単クローン性の保証は、モノクローナル抗体のようなバイオ医薬品分子を作製するプロセスにおいて重要なステップです。細胞株は、目的のタンパク質をロバスト性に発現する生きたシングルセルを単離した後に樹立することができます。このプロセスにおける重要なマイルストーンは、クローナリティの証拠を文書化することである。クローナリティの証明は通常画像ベースで行われ、単一細胞の画像が作成され、規制当局への申請に添付されます。
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プラスミド生産
プラスミドは、染色体DNAとは独立して機能する小さな環状DNA分子である。分子生物学の中心的存在であり、遺伝子の研究、操作、生産を可能にし、分子クローニング、遺伝子治療、ワクチン開発において重要な役割を果たしています。
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シングルセルソーティング
細胞株開発には、標的治療用タンパク質を高濃度で安定的に産生するシングル細胞由来のクローンを発見することが必要である。そのプロセスのワンステップは、生きたシングルセルの単離です。限界希釈法は統計的確率に依存する技術ですが、時間がかかります。DispenCell™シングルセルディスペンサーは、迅速、簡便かつ穏やかに細胞を単離することができ、また、細胞分注後のクローナリティとトレーサビリティを瞬時に証明することができます。
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