Lidské embryo
Ledvinové buňky
Abstraktní
Produkce komplexních biochemických molekul, jako jsou virové vektory a rekombinantní proteiny, závisí na expresích na bázi savčích buněk ( Ho & Too, 2020; Sennesael et al., 2018 ). Navzdory tomu, že většina dostupných bioterapeutik je produkována v buněčných liniích zvířat, produkce v lidských buněčných liniích se v současnosti rozšiřuje ( Zhao et al., 2020 ; Abaandou et al., 2021 ). Použití lidských buněčných linií bylo spojeno se zvýšeným potenciálem, který podporuje posttranslační modifikace „podobné člověku“, které mají být prováděny výslednými bioterapeutiky ( Deng et al., 2020 ; Leinonen et al., 2020 ; İlhan , 2021 ). Mezi všemi lidskými buněčnými liniemi je lidská embryonální ledvina (HEK293) široce používána kvůli její rychlé rychlosti růstu, vysoké odrazivosti a schopnosti růst v suspenzní kultuře bez séra (Dohogne et al., 2019; Bezeljak, 2022; Chen et al. al., 2018). V tomto článku diskutujeme, co je produkce virového vektoru v HEK293, kromě jeho historie derivátů. Mimo jiné také rozvádíme použití HEK293 a etiku související s těmito použitími.
Úvod
Vývoj většiny biofarmaceutických produktů se opírá především o lidské buněčné linie, kde jsou terapeutické produkty vyráběny v buňkách vaječníků čínského křečka (CHO) (Labant, 2021). Použití lidských buněčných linií mu umožňuje produkovat komplexní posttranslační modifikace (PTM) (Maldonado et al., 2020; (Vaitkienė et al., 2020). Biologické látky, jako je srážení krve, růst a protilátky, jsou považovány za složité a vyžadují komplexní PTM, aby zachovat účinnost a stabilitu produktu (Do Minh & Kamen, 2021; Aponte-Ubillus et al., 2018; Egan et al., 2018). Většina terapeutických virových vektorů a některé rekombinantní proteiny vyžadují PTM, které nelze splnit v CHO, a proto se vyrábí v HEK293 (Selvaraj et al., 2021; Pulix et al., 2021; Dehbashi et al., 2019; Wu et al., 2019). Od roku 2015 schválila Food and Drug Association (FDA) pouze sedm produktů odvozených od HEK , z nichž šest tvoří především buněčné a genové terapie, zatímco buněčná linie HEK293 a její deriváty byly využity při produkci virových vektorů (Arena et al., 2019; Pantina et al., 2019; Maldonado et al., 2020). tohoto článku je ilustrovat produkci virových vektorů v HEK293 a jeho derivátech.
HEK293 Deriváty a použití
Buněčná linie HEK293 byla vyvinuta transformací embryonálních ledvinových buněk lidí pomocí Ad5 DNA. Od té doby bylo vyvinuto několik dalších typů a derivátů HEK293, přičemž HEK293-F a HEK293-T se často používají k výrobě biofarmaceutik (Raghavan et al., 2019). Další deriváty HEK293 běžně používané při produkci rekombinantního proteinu zahrnují HEK293-6E a HEK293-E, které byly vytvořeny genetickou expresí jaderného antigenu Epstein-Barrové 1 (EBNA-1), který umožňuje epizomální replikaci plazmidů obsahujících oriP. (Lavado-García et al., 2021; Fu et al., 2019; Xiao et al., 2017). Studie ukazují, že HEK293-6E vykazuje zlepšený buněčný růst a přechodnou genovou expresi ve srovnání s HEK293-E. Další použití HEK293 zahrnují výzkum genetického inženýrství týkající se vývoje terapeutických virů a proteinů pro podporu genové terapie.
Etické úvahy
Z etického hlediska musí být veškerý lidský život od počátku respektován a chráněn (Fuenmayor et al., 2017). V průběhu let mnozí předpokládali, že HEK293 pochází z lékařsky zbytečného potratu. Církev toto učení také posílila (Sharipova et al., 2017). To však nemůže být tento případ. Primárním důvodem je, že interrupce byla v Nizozemsku nezákonná kvůli zákonům o morálce z roku 1911. Legálně mohli lékaři provést interrupci pouze v případě, že byl ohrožen život matky. Jinak byla tato praxe přísně zakázána ( Potraty v Nizozemsku, 2021 ).
Ocenění a úspěchy
HEK293 si vydobyl své místo ve výrobě biofarmaceutických produktů (Lecomte et al., 2020; Shahid et al., 2021). Navíc její schopnost bez námahy růst v bezsérové suspenzní kultuře a transfekční dostupnost činí z této buněčné linie nejdůležitější při výrobě terapeutických produktů určených pro humánní použití po svém lidském původu (Sharon & Kamen, 2017). V současné době jsou vlastnosti produkce a růstu HEK293 horší ve srovnání s nehumánními buněčnými liniemi, jako jsou buněčné linie močového myelomu NSO a CHO (Ayala-Lujan & Ruiz-Perez, 2018; Le Bec, 2020). Nicméně genetické modifikace zapojené do buněčných procesů, jako je metabolismus, apoptóza, proliferace buněk, glykosylace, skládání proteinů a sekrece, kromě optimalizace vektorů, médií a bioprocesů, významně zlepšily výkonnost této buněčné linie (Moleirinho et al. ., 2019; Malm a kol., 2020).
Závěr
HEK293 spolu s dalšími lidskými buněčnými liniemi v současnosti slouží jako nejcennější místo pro vývoj biofarmaceutických produktů, které potřebují lidské PTM (Strobel et al., 2019; Masri et al., 2019). Je také považována za nejvhodnější buněčnou linii pro produkci vektorů pro rekombinantní genovou terapii, jako jsou adeno-asociované viry (AAV) (Abaandou & Shiloach, 2018). Pokračující technologický pokrok a investice do výzkumu však mají tuto buněčnou linii dále optimalizovat při výrobě bezpečných a účinných bioterapeutických produktů.
Reference
Abaandou, Laura a Joseph Shiloachovi. "Vyřazení ornitindekarboxylázového antizymu 1 (OAZ1)
Zlepšuje expresi rekombinantního proteinu v buněčné linii HEK293." Medical Sciences 6.2 (2018): 48. https://doi.org/10.3390/medsci6020048
Abaandou, Laura, David Quan a Joseph Shiloach. „Ovlivnění buněčného růstu a produkce HEK293
Performance by Modifying the Expression of Specific Genes" 10.7 (2021): 1667. https://doi.org/10.3390/cells10071667
American Type Culture Collection. (2021, 05.19.). Převzato z American Type Culture Collection:
American Type Culture Collection: https://www.atcc.org/api/pdf/product-sheet?id=CRL-1573
Aponte-Ubillus, Juan Jose a kol. "Molekulární design pro vektor rekombinantního adeno-asociovaného viru (rAAV).
výroba." Appl Microbiology and Biotechnology 102 (2018): 1045-1054. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8670-1
Arena, TA, Chou, B., Harms, PD, & Wong, AW (2019). Antiapoptotická buněčná linie HEK293 poskytuje a
robustní platforma s vysokým titrem pro přechodnou expresi proteinů v bioreaktorech. MAbs, 11(5), 977-986. https://doi.org/10.1080/19420862.2019.1598230
Ayala-Lujan, Jorge a Fernando Ruiz-Perez. "Adheze enteroagregativních kmenů E. Coli k HEK293
Cells." BIO-PROTOCOL, vol. 8, no. 8, 2018, https://doi.org/10.21769/bioprotoc.2802 . Bezeljak, Urban. "Cancer Therapy Goes Viral: Viral Vector Platforms Come of Age." Radiology a onkologie 56.1 (2022). https://www.radioloncol.com/index.php/ro/article/view/3801
Chen, Yong Hong a kol. "Produkce, čištění a titrování virů souvisejících s adenom." Proud
Protocols in Mouse Biology, sv. 8, č. 4, listopad 2018, str. e56, https://doi.org/10.1002/cpmo.56.
Dehbashi, Moein a kol. "Integrovaná membránová proteinová exprese lidského CD25 na buněčném povrchu
HEK293 Cell Line: The Available Cellular Model of CD25 Positive to Facilitate in Vitro Developing Assays." Biomolecular Concepts, sv. 10, č. 1, září 2019, str. 150–59, https://doi.org/10.1515/ bmc-2019-0018 .
Deng, Xuefeng a kol. "Zavedení rekombinantního systému produkce vektorů aav2/hbov1 u hmyzu
buňky." Genes 11.4 (2020): 439. https://doi.org/10.3390/genes11040439
Do Minh, Aline a Amine A. Kamen. „Kritické hodnocení purifikačních a analytických technologií pro
Zpracování obalených virových vektorů a vakcín a jejich současná omezení při řešení společně exprimovaných extracelulárních vezikul." Vaccines, sv. 9, č. 8, červenec 2021, str. 823, https://doi.org/10.3390/vaccines9080823 .
Dohogne, Yael a kol. „Přenos produkce virových vektorů z plastu do bioreaktoru s pevným ložem:
Proof-of-concept od Univercells pro škálovatelný růst buněk HEK293 a produkci adenovirů." Genetic Engineering & Biotechnology News 39.2 (2019): 60-62. https://doi.org/10.1089/gen.39.02.19
Egan, Jennifer M. a kol. "Nedostatek proudu byl pozorován v buňkách HEK293 vyjadřujících kanály NALCN."
Biochimie Open, sv. 6, červen 2018, s. 24–28, https://doi.org/10.1016/j.biopen.2018.01.001 .
Fu, Xiaotong a kol. „Analytické strategie pro kvantifikaci prázdných kapsid virů spojených s adenovirem
Support Process Development." Human Gene Therapy Methods, sv. 30, č. 4, srpen 2019, s. 144–52, https://doi.org/10.1089/hgtb.2019.088 .
Fuenmayor, Javier a kol. "Přechodná optimalizace genové exprese a srovnání expresních vektorů s
zlepšit produkci HIV-1 VLP v buněčných liniích HEK293." Aplikovaná mikrobiologie a biotechnologie 102.1 (2018): 165-174. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8605-x
Ho, YK a také HP. „Vývoj laboratorního škálovatelného procesu pro posílení lentiviru
produkce přechodnou transfekcí adherentních kultur HEK293." Gene Therapy 27.10 (2020): 482
İlhan, Süleyman. "Útlum docetaxelem indukovaného oxidačního stresu a apoptózy u člověka HEK 293
Embryonální buňky ledvin ošetřením kurkuminem." Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, únor 2021, https://doi.org/10.18466/cbayarfbe.752495.
Labant, MaryAnn. "Příští generace buněčných továren na produkci virových vektorů: Ačkoli
průmysl stále spoléhá na přechodnou transfekci, kvůli obtížnosti vytváření stabilních produkčních buněčných linií probíhá posun od adherentní k suspenzní kultuře." Genetic Engineering & Biotechnology News 41.S2 (2021): S10-S13. https://doi .org/10.1089/gen.41.S2.04
Lavado-García, Jesús a kol. „Oprava: Alternativní perfuzní přístup pro intenzifikaci
Produkce částic podobných virům v kulturách HEK293.” Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, sv. 9. října 2021, https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.708773 .
Le Bec, Christine. "Priority pro vývoj AAV Vector Analytics." Cell and Gene Therapy Insights, sv.
6, č. 6, červenec 2020, s. 871–75, https://doi.org/10.18609/cgti.2020.098 .
Lecomte, Emilie a kol. Metoda SSV-Seq 2.0 bez PCR zlepšuje sekvenování Adeno‐
Asociované virové vektorové genomy obsahující oblasti bohaté na GC a homopolymery." Biotechnology Journal 16.1 (2021): 2000016. https://doi.org/10.1002/biot.202000016
Leinonen, Hanna M. a kol. "Benchmarking systému Scale-X Bioreactor System u lentivirové a adenovirové."
Vektorová produkce." Lidská genová terapie 31.5-6 (2020): 376-384. https://doi.org/10.1089/hum.2019.247
Maldonado, Rocio a kol. "Kurativní genové terapie pro vzácná onemocnění." Journal of Community Genetics,
sv. 12, č. 2, srpen 2020, str. 267–76, https://doi.org/10.1007/s12687-020-00480-6 .
Malm, Magdalena a kol. "Evoluce od adherentu k suspenzi: systémová biologie buněčné linie HEK293
vývoj." Vědecké zprávy 10.1 (2020): 1-15. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76137-8
Masri, Fernanda, Elizabeth Cheeseman a Sven Ansorge. "Výroba virových vektorů: jak řešit
současné a budoucí požadavky." Cell Gene Ther. Insights 5 (2019): 949-970. DOI: 10.18609/cgti.2019.104
Moleirinho, Mafalda G. a kol. "Současné výzvy ve výrobě bioterapeutických částic." Expert
Stanovisko k biologické terapii, sv. 20, č. 5, listopad 2019, s. 451–65, https://doi.org/10.1080/14712598.2020.1693541 .
Pantina, RA, a kol. „Časové parametry přenosu proteinu P53-GFP prostřednictvím exosomů v kokultivaci
HEK293 and GFP- HEK293 Cells." Cell and Tissue Biology, sv. 13, č. 3, květen 2019, s. 188–97, https://doi.org/10.1134/s1990519x1903009x .
Pulix, Michela a kol. "Molekulární charakterizace buněk HEK293 jako vznikajících všestranných buněčných továren."
Current Opinion in Biotechnology, sv. 71, říjen 2021, s. 18–24, https://doi.org/10.1016/j.copbio.2021.05.001 .
Raghavan, Bharath a kol. "Optimalizace vyjasnění průmyslové virové vektorové kultury pro gen
terapie." Cell Gene Ther. Insights 5 (2019): 1311-1322. DOI: 10.18609/cgti.2019.137
Selvaraj, Nagarathinam a kol. "Podrobný protokol pro nový a škálovatelný proces upstream virového vektoru."
pro výrobu AAV genové terapie." Human Gene Therapy 32.15-16 (2021): 850-861. https://doi.org/10.1089/hum.2020.054
Sennesael, Anne-Laure a kol. "Vliv ABCB1 genetických polymorfismů na transport rivaroxabanu
v HEK293 Recombinant Cell Lines." Scientific Reports, sv. 8, č. 1, červenec 2018, https://doi.org/10.1038/s41598-018-28622-4 .
Shahid, N., Chromwell, C., Hubbard, B., & Hammond, J. (2021). Charakterizace nové buňky HEK293
Linka (HEK293‐ENT1KO) k posouzení role ekvilibračního nukleosidového transportéru podtypu‐2. The FASEB Journal, 35(S1). https://doi.org/10.1096/fasebj.2021.35.s1.02185
Sharon, David a Amine Kamen. „Pokroky v návrhu a škálovatelné produkci virového genu
přenosové vektory." Biotechnology and bioengineering 115.1 (2018): 25-40. https://doi.org/10.1002/bit.26461
Strobel, Benjamin a kol. „Standardizovaná, škálovatelná a včasně flexibilní produkce adeno-asociovaných virových vektorů pomocí zmrazených
zásoby buněk HEK-293 s vysokou hustotou a CELLdiscs." Metody lidské genové terapie 30.1 (2019): 23.-33. https://doi.org/10.1089/hgtb.2018.228
Vaitkienė, Simona a kol. „Interakce styrylpyridiniové sloučeniny s patogenní Candida Albicans
Yeasts and Human Embryonic Kidney HEK-293 Cells." Microorganisms, sv. 9, č. 1, prosinec 2020, str. 48, https://doi.org/10.3390/microorganisms9010048 .
Wu, Yang a kol. „Vývoj všestranného a flexibilního systému onebac závislého na balicí buněčné linii sf9
pro produkci rekombinantních adeno-asociovaných virů ve velkém měřítku." Metody lidské genové terapie 30.5 (2019): 172-183. https://doi.org/10.1089/hgtb.2019.123
Xiao, Zhihui a kol. "Metformin potlačil expresi CXCL8 a migraci buněk v buňce HEK293/TLR4
Linka." Mediators of Inflammation, vol. 2017, 2017, s. 1–11, https://doi.org/10.1155/2017/6589423 .
Zhao, Huiren a kol. "Vytvoření platformy pro produkci vektorů AAV s vysokým výnosem v suspenzních buňkách pomocí a
přístup design-of-experiment." Molecular Therapy-Methods & Clinical Development 18 (2020): 312-320. https://doi.org/10.1016/j.omtm.2020.06.004