СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОКСАМЕРА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КЛЕТОЧНОЙ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
METHODS OF PREPARING POLOXAMER FOR USE IN CELL CULTURE MEDIUM

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001]
Данная заявка заявляет приоритет по предварительной заявке США № 61/970281, поданной 25 марта 2014 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002]
Настоящее изобретение относится к способам приготовления полоксамера (например, для применения в клеточной культуральной среде), клеточным культуральным средам, содержащим полоксамер, приготовленный, как описано в настоящем документе, а также способам применения клеточных культуральных сред, описанных в настоящем документе для культивирования клеток и продуцирования полипептидов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003]
Технология производства клеточной культуры широко используется в производстве терапевтических средств на основе белков, таких как антитела, для применения в фармацевтических препаратах. Коммерческое производство продуктов на основе белка, таких как препараты антител, требует оптимизации параметров культивирования клеток для того, чтобы клетки производили большое количество продукта на основе белка для удовлетворения требований производства. Когда продукты на основе белка производятся в промышленных масштабах, такие факторы, как эффективность производства белков и стоимость сырья (например, компонентов в клеточной культуральной среде) имеют исключительно важное значение.
[0004]
Полоксамер представляет собой компонент клеточной культуральной среды, которая широко используется в промышленном производстве белков. Его добавляли к клеточной культуральной среде для повышения жизнеспособности культивируемых клеток. Одна из его многочисленных функций состоит в том, чтобы действовать в качестве поверхностно-активного вещества, уменьшая силу прилипания между клетками и пузырьками газа в клеточной культуральной среде и защищая клетки от повреждений, в то время как лопаются пузырьки. Он также может повысить прочность клеточных мембран, улучшить дренаж клеток из вспененного слоя культуры, и изменить частоту и скорость образования пузырьков.
[0005]
К сожалению, от партии к партии в свойствах полоксамера наблюдали значительную вариабельность. Применение в клеточной культуральной среде партии неэффективного полоксамера может привести к снижению жизнеспособности клеток и скорости роста клеток. Снижение жизнеспособности клеток приводит к снижению продуцирования белка. При культивировании, осуществляемом в промышленных масштабах, это снижение производства может привести к серьезным финансовым потерям.
[0006]
Таким образом, существует потребность в простом, недорогом решении для снижения вариабельности полоксамера и улучшении свойств полоксамера, в частности, для некачественных партий.
[0007]
Все публикации, патенты и патентные заявки, цитируемые в настоящем документе, включаются в настоящий документ посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008]
Настоящее изобретение, представленное в данном документе, раскрывает, в частности, способы приготовления полоксамера (например, для применения в клеточной культуральной среде). Также предложены полоксамеры, полученные способами, описанными в настоящем документе. Дополнительно описанные в данном документе композиции клеточных культуральных сред, содержащих полоксамер, приготовленный способами, описанными в настоящем документе. Дополнительно описанные в настоящем документе способы приготовления полипептида в культуре клеток путем культивирования клетки, которая продуцирует полипептид в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер, полученный способами, описанными в настоящем документе.
[0009]
2
4
n
3
6
m
2
4
n
2
4
n
3
6
m
2
4
n
Соответственно, в одном аспекте, в настоящем документе предлагаются способы приготовления полоксамера для применения в клеточной культуральной среде, включающие следующие стадии: (а) нагревание твердого полоксамера по меньшей мере до температуры около 60°С с образованием жидкого полоксамера; и (б) охлаждение жидкого полоксамера до температуры ниже около 50°С с образованием твердого термообработанного полоксамера, причем охлаждение не проводят в устройстве для приллирования или измельчения, и причем полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер увеличивается по сравнению с жизнеспособностью клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер перед стадией (а). В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 60°С до около 185°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а), нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С в течение не менее 1 минуты. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С в течение от 1 минуты до около 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а), нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°C. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°C в течение не менее 1 минуты. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°C в течение от 1 минуты до примерно 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°C. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°C в течение по меньшей мере около 62 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 120°C до около 134°C в течение от около 62 минут и до около 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°C. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°C в течение по меньшей мере около 98 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения настоящего изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 100°С до около 120°C в течение от около 98 минут до около 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 80°С и до около 100°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С и до около 100°С в течение по меньшей мере около 122 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С и до около 100°С в течение от около 122 минут до около 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 60°С и до около 80°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°С и до около 80°С в течение по меньшей мере около 143 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°С и до около 80°С в течение от около 143 минут до около 250 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер, увеличивается по меньшей мере на 10% по сравнению с жизнеспособностью клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер перед стадией (а). В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток увеличивается по меньшей мере на около 20%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток увеличивается по меньшей мере на около 30%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер до стадии (а), составляла ниже около 80% после около 3 часов культивирования клеток. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкий полоксамер на стадии (б) охлаждали при температуре окружающей среды от около 2°С до около 8°C или ниже 0°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в вакууме. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкий полоксамер охлаждали в течение по меньшей мере около 20 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения термообработанный полоксамер, полученный на стадии (б), добавляли в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах реализации изобретения стадии (а) и (б) повторяли по меньшей мере один раз перед добавлением термообработанного полоксамера в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер обрабатывали с помощью грануляционного процесса перед стадией (а). В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер имеет формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, где n составляет от около 60 до около 150 и m составляет от около 25 до около 60. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер имеет температуру плавления около 55°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер имеет среднюю молекулярную массу от около 6000 до около 18000 Дальтон. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер, имеющий формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, с n, имеющим значение около 80, и с m, имеющим значение около 27, и полоксамер имеет в среднем молекулярную массу от около 7680 до около 9510 г/моль. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой полоксамер 188. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку млекопитающего. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку яичника китайского хомячка (СНО). В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку насекомого. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка продуцирует полипептид.
[0010]
В другом аспекте в настоящем документе предлагается полоксамер, приготовленный любым из способов, описанных выше и в данном документе.
[0011]
В дополнительном аспекте изобретения в настоящем документе предлагается клеточная культуральная среда, содержащая полоксамер, приготовленный любым из способов, описанным выше и в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 3 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 3 г/л до около 10 г/л.
[0012]
В еще одном дополнительном аспекте изобретения в настоящем документе предлагаются способы получения полипептида в культуре клеток, включающие стадию культивирования клетки, которая продуцирует полипептид в клеточной культуральной среде в условиях пригодных для продуцирования полипептида, причем клеточная культуральная среда содержит полоксамер, полученный любым из способов, описанных выше и в данном документе. В некоторых вариантах реализации клетка представляет собой клетку млекопитающего. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку яичника китайского хомячка (СНО). В некоторых вариантах о реализации изобретения клетка представляет собой клетку насекомого. В некоторых вариантах реализации клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 3 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения культуральная клеточная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 3 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения полипептид представляет собой антитело или его антигенсвязывающий фрагмент.
[0013]
2
4
n
3
6
m
2
4
n
2
4
n
3
6
m
2
4
n
2
4
n
3
6
m
2
4
n
2
4
n
3
6
m
2
4
n
2
4
n
3
6
m
2
4
n
Соответственно, в одном аспекте изобретения в данном документе предлагаются способы приготовления полоксамера (например, для применения в клеточной культуральной среде), включающий следующие стадии: (а) нагревание очищенного полоксамера до температуры около 80°С или выше (например, от около 80°С до около 100°С) с образованием жидкого полоксамера, и (б) охлаждение жидкого полоксамера до температуры около 50°С или ниже с образованием твердого термообработанного полоксамера, причем охлаждение не проводится в устройстве для приллирования или измельчения. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена, имеющего формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, где n равняется от около 60 до около 150 и m равняется от около 25 до около 60. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер увеличивается по сравнению с жизнеспособностью клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер перед стадией (а). В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой очищенный полоксамер. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер представляет собой композицию полоксамера, которая не содержит другого терапевтического или фармацевтического соединения. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) не содержит другого терапевтического или фармацевтического соединения. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер на стадии (а) нагревали в диапазоне от около 85°C до около 91°C. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе полоксамер нагревали от около 10 до около 15 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе жидкий полоксамер на стадии (б) охлаждали при температуре окружающей среды в диапазоне от около 2°С до около 8°C или ниже 0°С. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе жидкий полоксамер охлаждали в течение по меньшей мере около 20 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе термообработанный полоксамер, полученный на стадии (б) добавляли в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах вариантах реализации изобретения в данном документе стадии (а) и (б) повторяли по меньшей мере один раз перед добавлением термообработанного полоксамера в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе жизнеспособность клеток увеличивается по меньшей мере на около 10%. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе жизнеспособность клеток увеличивается по меньшей мере на около 30%. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер до стадии (а), составляет менее 80%. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе полоксамер обрабатывали с помощью грануляционного процесса перед стадией (а). В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе полоксамер имеет температуру плавления в интервале от около 45°С до около 60°С. В некоторых реализации изобретения в настоящем документе полоксамер имеет среднюю молекулярную массу от около 6000 до около 18000 Дальтон. В некоторых вариантах реализации изобретения в настоящем документе полоксамер представляет собой полоксамер 188. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер, имеющий формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H с n, имеющим значение около 80, с m, имеющим значение около 27, и полоксамер имеет среднюю молекулярную массу от около 7680 до около 9510 г/моль. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе полоксамер представляет собой полоксамер 237. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер, имеющий формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, с n, имеющим значение около 64, и с m, имеющим значение около 37. В некоторых вариантах реализации в данном документе полоксамер представляет собой полоксамер 338. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер, имеющий формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H с n, имеющим значение от около 141 и с m, имеющим значение около 44. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе полоксамер представляет собой полоксамер 407. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер, имеющий формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, с n, имеющим значение около 101, и с m, имеющим значение около 56. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе клетка может быть клеткой млекопитающего. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка может быть клеткой яичника китайского хомячка (СНО). В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе клетка может быть клетка насекомого. В некоторых вариантах реализации изобретения в данном документе клетка продуцирует полипептид. В некоторых вариантах реализации изобретения полипептид представляет собой антитело или его антигенсвязывающий фрагмент. В другом аспекте изобретения в данном документе предлагается полоксамер, полученный любым из способов, описанных выше и в данном документе.
[0014]
В другом аспекте изобретения в данном документе предлагаются клеточные культуральные среды, содержащие полоксамер, полученный любым из способов, описанных выше и в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 3 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 3 г/л до около 10 г/л.
[0015]
В другом аспекте изобретения в данном документе предлагаются способы получения полипептида в культуре клеток, включающие стадию культивирования клетки, которая продуцирует полипептид в клеточной культуральной среде в условиях, пригодных для продуцирования полипептида, причем клеточная культуральная среда содержит полоксамер, полученный любым из способов, описанных выше и в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку млекопитающего. В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку яичника китайского хомячка (СНО). В некоторых вариантах реализации изобретения клетка представляет собой клетку насекомого. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная клетка содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 3 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда содержит термообработанный полоксамер в концентрации от около 3 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения полипептид, продуцируемый клеткой, представляет собой антитело или его антигенсвязывающий фрагмент.
[0016]
Следует понимать, что один, несколько или все свойства различных вариантов реализации изобретения, описанные в данном документе, могут быть объединены с образованием других вариантов реализации настоящего изобретения. Данные и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными для специалиста в данной области техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0017]
фиг. 1
На показано, что термическая обработка полоксамера улучшает его влияние на жизнеспособность клеток в культуре. Ромбовидная схема демонстрирует среднее (по центральной линии) и верхний/нижний доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95 (точки схемы в виде ромба), а также значения жизнеспособности клеток (точки) для каждого экспериментального условия. В каждом эксперименте сравнивают необработанный и термообработанный (ТО) полоксамер по сравнению с полоксамером качественной или некачественной («предполагаемой») партии, как указано на оси х. Стрелки указывают на улучшение жизнеспособности клеток после термической обработки некачественных партий. Следует отметить, что термическая обработка также улучшила жизнеспособность клеток в качественной партии, в среднем от около 85% до около 95%.
[0018]
фиг. 2
На показана жизнеспособность клеток (%) в тесте модели с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе (HSSF) для необработанных и термообработанных (_ТО) образцов полоксамера A, B, и C (см. также таблицу 2).
[0019]
фиг. 3
На показан план эксперимента на поверхности отклика условий, тестируемых в печах. Каждое условие обозначено в формате «время, температура». В условиях, отмеченных '♦', тестировали в HSSF. В условиях, отмеченных «◊», готовили в сушильном шкафу, но не тестировали в HSSF. Температура (в °С) представляет собой заданную температуру сушильного шкафа, а время (в мин) представляет собой время нахождения образца полоксамера в сушильном шкафу.
[0020]
фиг. 4
(обработанный)
(необработанный)
На показано повышение жизнеспособности клеток (%) (Vf -Vf ) для образцов C полоксамера, термически обработанных в сушильном шкафу при указанных условиях, по сравнению с положительной («качественная партия») и отрицательной («необработанная некачественная партия») контрольными группами (D и C, соответственно). Планки погрешностей изображают одно стандартное отклонение.
[0021]
фиг. 5
(обработанный)
(необработанный)
На показан контурный график из полного планирования экспериментов (ПЭ) по изучению влияния различных условий термообработки на свойства полоксамера в клеточной культуре. В тесте HSSF продемонстрировано повышение жизнеспособности (Vf-Vf ) в зависимости от времени и температуры. Точками обозначены условия испытуемого образца.
[0022]
фиг. 6
(обработанный)
(необработанный)
На показано повышение жизнеспособности клеток (%) (Vf -Vf ) в тесте HSSF дляобразцов полоксамера из трех некачественных партий (H, F и G) и одной качественной партии (E), термически обработанной при указанных условиях.
На фиг.7
(обработанный)
(необработанный)
показано сравнение повышения жизнеспособности клеток (%) (Vf -Vf) для полоксамера некачественных партий (H и G), подвергаемых обработке при низких температурах (60-80°С) в течение длительного времени (120 мин). * Модель HSSF выполняли в двух повторностях.
[0023] На фиг.8
(обработанный)
(необработанный
показано повышение жизнеспособности клеток (%) (Vf -Vf )) в тесте HSSF образцов полоксамера (Н и G), термически обработанных в условиях вакуума, по сравнению с необработанными.
[0024] На фиг. 9
показаны профили нагревания и охлаждения полоксамера в печах. Были протестированы три температуры: 140°C, 155°C и 170°С. После того, как показания температуры начали стабилизироваться, вещество извлекали из сушильного шкафа и охлаждали при комнатной температуре. Профили стабилизировались при 40°C, вблизи точки плавления полоксамера.
[0025]
фиг. 10
.
На показаны результаты теста Стьюдента для каждой партии термообработанного полоксамера по сравнению с положительным контролем (D) и необработанным веществом. Средние ромбовидные схемы иллюстрируют доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95 (верхние и нижние точки) и средние (центральная линия) для каждого массива данных
[0026]
фиг. 11
(обработанный)
(необработанный)
На показан контурный график для данных с экспериментов для поверхности отклика и полного ПЭ эксперимента, иллюстрирующие большой рабочий диапазон условий термической обработки полоксамера. Изменение жизнеспособности клеток (%) для каждой стадия испытаний продемонстрировано. В тесте HSSF показано повышение жизнеспособности (Vf-Vf ) в зависимости от времени и температуры. Поверхность отклика отражает данные времени инкубации и температуры с поправкой на время, необходимое для достижения заданной температуры. Точками обозначены тестируемые условия для образца.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027]
Авторы данной заявки показали, что термическая обработка полоксамера улучшает свойства полоксамера в поддержании жизнеспособности в культуре клеток. Данные, приведенные в данной заявке, демонстрируют, что использование клеточной культуральной среды с термообработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток, по сравнению с использованием клеточной культуральной среды без термообработанного полоксамера. Авторы настоящего изобретения показали, что различные партии полоксамера при добавлении в клеточную культуральную среду, имеют существенно различное воздействие на жизнеспособность клеток, и также то, что термическая обработка, описанная в данном документе, усиливает влияние качественных и некачественных партий полоксамера на жизнеспособность клеток.
[0028]
2
4
n
3
6
m
2
4
n
В одном аспекте изобретения в данном документе предлагаются способы приготовления полоксамера путем нагревания полоксамера и охлаждения полоксамера, причем охлаждение не проводят в устройстве для приллирования или измельчения. В некоторых вариантах реализации изобретения способы включают получение полоксамера нагреванием полоксамера до температуры около 80°С или выше (например, до около 100°С) с получением жидкого полоксамера и охлаждение жидкого полоксамера до температуры ниже около 50°С с образованием твердого термообработанного полоксамера, причем охлаждение не проводится в устройстве для приллирования или измельчения, и при этом полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена, имеющего формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H, где n равняется от около 60 до около 150 и m равняется от около 25 до около 60. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой твердый полоксамер перед процессом нагревания и охлаждения. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой жидкий полоксамер жидкость при комнатной температуре перед процессом нагревания и охлаждения. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой твердый полоксамер, растворенный в жидком или водном растворе, перед процессом нагревания и охлаждения. Например, способы, представленные в данном документе, могут быть использованы в приготовлении полоксамера для применения в культуре клеток или клеточной культуральной среде.
[0029]
В другом аспекте изобретения в данном документе предлагаются композиции для культивирования клеток, включая термообработанной полоксамер. В другом аспекте изобретения в данном документе предлагаются композиции для клеточной культуры, содержащие термообработанный полоксамер в клеточной культуральной среде.
[0030]
В другом аспекте изобретения в данном документе предлагаются способы приготовления полипептида в культуре клеток путем культивирования клетки, которая продуцирует полипептид в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер в условиях, подходящих для продуцирования полипептида.
I. Термины
[0031]
Перед описанием изобретения в деталях, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными композициями или биологическими системами, которые могут, конечно, варьироваться. Кроме того, следует понимать, что терминология, используемая в настоящем документе, нацелена на описание конкретных вариантов реализации изобретения и не предназначена для ограничения изобретения.
[0032]
Используемые в данном описании изобретения и в прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа включают формы множественного числа, если в содержании явно не указано иное. Таким образом, например, ссылка на «молекулу» необязательно включает комбинацию двух или более таких молекул, и тому подобное.
[0033]
Термин «около», используемый в данном документе, относится к обычному диапазону значений ошибок для соответствующего значения хорошо известному специалисту в данной области техники. Ссылка на «около» значение или параметр в данном документе включает (и описывает) варианты реализации изобретения, которые направлены к этому значению или параметру как таковому.
[0034]
Следует понимать, что аспекты и варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, включают «включающий», «состоящий» и «состоящий по существу из» аспектов и вариантов реализации изобретения.
[0035]

Термин «полоксамер» относится к блок-сополимеру, полученному из цепочки полиоксипропилена (термин «оксид пропилена» может быть использован в настоящем документе взаимозаменяемо) между двух цепей полиоксиэтилена (термин «оксид этилена» может быть использован в настоящем документе взаимозаменяемо). Полоксамеры могут продаваться под торговыми названиями, включая PLURONIC (BASF), KOLLIPHOR (BASF), LUTROL (BASF) и SYNPERONIC (Croda International). Если не указан конкретный вид полоксамера, ссылки на «полоксамер» могут, в общем, относится к нескольким видам полоксамера.
[0036]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой очищенный полоксамер. Термин «очищенный полоксамер» относится к композиции полоксамера, которая по существу свободна от других соединений. Очищенный полоксамер может включать, например, коммерчески доступный полоксамер, имеющей техническую степень чистоты или выше. Примеры технической степени чистоты или выше могут включать техническую чистоту, чистую степень, степень чистоты по Н.Ф. (Национальный формуляр Соединенных Штатов), степень фармацевтической чистоты (согласно Фармакопеи США), высокую степень чистоты и максимальную степень чистоты, соответствующую стандарту ACS (Американское общество химиков). Очищенный полоксамер относится к тому, который не смешан с другим соединением. Например, очищенный полоксамер может относиться к полоксамеру, который не смешан с терапевтическим или фармацевтическим соединением, например, как часть лекарственного препарата. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер представляет собой тот, который по существу свободен от или не смешан с, не вступает в реакцию с реагентами, катализаторами или другими продуктами, полученными в процессе синтеза или реакции полоксамера.
[0037]
Термин «термообработанный полоксамер» относится к полоксамеру, термически обработанному по меньшей мере один раз с помощью способов, предложенных в данном документе.
[0038]
Термины «питательная среда» и «клеточная культуральная среда» относится к источнику питательных веществ, используемому для выращивания или поддержания клеток. Как понятно специалисту в данной области техники, источник питательных веществ может содержать компоненты, необходимые клетке для роста и/или выживаемости или могут содержать компоненты, которые помогают в росте и/или выживаемости клеток. Витамины, заменимые или незаменимые аминокислоты, микроэлементы и поверхностно-активные вещества (например, полоксамеры) представляют собой примеры компонентов питательной среды. Любые питательные среды, предложенные в данном документе, могут быть также дополнены любым одним или более из инсулина, растительных гидролизатов и животных гидролизатов.
[0039]
Термин «культивирование» клетки относится к контактированию клетки с клеточной культуральной средой в условиях, подходящих для обеспечения жизнеспособности и/или роста и/или пролиферации клетки.
[0040]
Термин «периодическая культура» относится к культуре, в которой все компоненты для культивирования клеток (включая клетки и все питательные вещества и компоненты культуры), добавляют в культуральный сосуд, в начале процесса культивирования.
[0041]
Термин «клеточная культура с подпиткой», используемый в данном документе, относится к периодической культуре, в которой клетки и культуральную среду добавляют в культуральный сосуд на начальном этапе, а также культуру непрерывно или дискретно подпитывают дополнительными питательными веществами в процессе культивирования с или без периодического сбора клеток и/или продукта до прекращения культивирования.
[0042]
Термин «проточная культура» представляет собой культуру, в которой клетки удерживаются в культуре путем, например, фильтрации, инкапсуляции, закреплением на микроносителях и т.д., и культуральную среду непрерывно или периодически вводят и извлекают из культурального сосуда.
[0043]
Термин «культуральный сосуд» относится к емкости, используемой для культивирования клетки. Культуральный сосуд может быть любого размера, при условии, что это полезно для культивирования клеток.
[0044]
Термины «полипептид» и «белок», используемые в данном документе взаимозаменяемо, относятся к полимерам аминокислот любой длины. Полимер может быть линейным или разветвленным, он может содержать модифицированные аминокислоты, и он может быть разделен не аминокислотами. Термины также включают полимер аминокислоты, который был изменен естественным образом или путем вмешательства; например, образованием дисульфидной связи, гликозилированием, липидированием, ацетилированием, фосфорилированием, или любыми другими манипуляциями или модификациями, такими как конъюгация с мечением компонента. Также термин включает, например, полипептиды, содержащие один или несколько аналогов аминокислоты (включающие, например, неприродные аминокислоты, и т.д.), а также другие модификации известные в данной области техники. Примеры полипептидов, охватываемые термином в настоящем документе, включают белки млекопитающих, такие как, например, ренин; гормон роста, включая человеческий гормон роста и бычий гормон роста; фактор, высвобождающий гормон роста; паратиреоидный гормон; тиреотропный гормон; липопротеины; альфа-1 антитрипсин; А-цепь инсулина; В-цепь инсулина; проинсулин; фолликулостимулирующий гормон; кальцитонин; лютеинизирующий гормон; глюкагон; факторы свертывания крови, такие как фактор VIIIC, фактор IX, тканевый фактор и фактор фон Виллебранда; противосвертывающие факторы крови, такие как протеин С; предсердный натрийуретический фактор; сурфактант легких; активатор плазминогена, такой как урокиназа или человеческая моча или тканевой активатор плазминогена (t-PA); бомбезин; тромбин; гемопоэтический фактор роста; фактор некроза опухоли-альфа и -бета; энкефалиназы; цитокин А5 (хемокин, экспрессируемый и секретируемый T-клетками при активации); человеческий макрофагальный белок воспаления (МБВ-1-альфа); сывороточный альбумин, такой как человеческий сывороточный альбумин; мюллерова ингибирующая субстанция; А-цепь релаксина; В-цепь релаксина; прорелаксин; мышиный гонадотропин-ассоциированный пептид; микробный белок, такой как бета-лактамаза; ДНКазы; IgE; антиген цитотоксического Т-лимфоцита (CTLA), такой как CTLA-4; ингибин; активин; фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF); рецепторы гормонов или факторов роста; белок А или D; ревматоидный фактор; нейротрофический фактор, такой как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), нейротропин-3, -4, -5, -6 (NT-3, NT-4, NT-5 или NT-6) или фактор роста нервной ткани, такой как NGF-б; фактор роста тромбоцитов (PDGF); фактор роста фибробластов, такие как aFGF и bFGF; эпидермальный фактор роста (ЭФР); трансформирующий фактор роста (TGF), такие как TGF-альфа и TGF-бета, включая TGF-β1, TGF-β2, TGF-β3, TGF-β4, или TGF-β5; инсулиноподобный фактор роста-I и -II (IИФР-I и ИФР-II); дез (1-3) -ИФР-I (мозговой ИФР-I), белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста (БСИФР); CD-белки, такие как CD3, CD4, CD8, CD19 и CD20; эритропоэтин; остеоиндуктивные факторы; иммунотоксины; костный морфогенетический белок (BMP); интерферон, такой как интерферон-альфа, -бета и -гамма; колониестимулирующие факторы (CSFs), например, M-CSF, GM-CSF и G-CSF; интерлейкины (ИЛ), например, от ИЛ-1 до ИЛ-10; супероксиддисмутаза; рецепторы Т-клеток; поверхностные мембранные белки; фактор ускорения распада; вирусный антиген, такой как, например, часть оболочки вируса ВИЧ; транспортные белки; «хоминг»-рецепторы; аддрессины; регуляторные белки; интегрины, такие как CD11a, CD11b, CD11c, CD18, с ICAM, VLA-4 и VCAM; опухолеассоциированный антиген, такой как CA125 (антиген карциномы яичников) или рецепторы HER2, HER3 или HER4; иммуноадгезины; и фрагменты и/или варианты любого из вышеперечисленных белков, а также антитела, в том числе фрагменты антител, связывающиеся с белком, в том числе, например, любой из перечисленных выше белков.
[0045]
Термин «титр», используемый в данном документе, относится к общему количеству рекомбинантно экспрессируемого антитела, продуцируемого клеточной культурой, деленного на заданную величину объема питательной среды. Титр, как правило, выражается в единицах: миллиграммы антитела на миллилитр питательной среды. Титр могут быть выражен или оценен с точки зрения относительного измерения, например, процентного увеличения титра по сравнению с получением белкового продукта в различных условиях культивирования.
[0046]
Термин «антитело» в данном документе используется в самом широком смысле и конкретно охватывает моноклональные антитела (включая полноразмерные моноклональные антитела), поликлональные антитела, мультиспецифические антитела (например, биспецифические антитела) и фрагменты антител, до тех пор, пока они проявляют необходимую биологическая активность. Антитело может быть человеческим, гуманизированным и/или с созревшей аффинностью.
[0047]
Термины «полноразмерное антитело», «интактное антитело» и «нормальное антитело», используемые в данном документе взаимозаменяемо, относятся к антителу в его по существу интактной форме, а не к фрагментам антител, как это определено ниже. Термины в частности относятся к антителу с тяжелыми цепями, которые содержат Fc-область.
[0048]
2
«Фрагменты антитела» содержат часть интактного антитела, предпочтительно содержащие его антигенсвязывающую область (может использоваться взаимозаменяемо с термином «антигенсвязывающий фрагмент»). Примеры фрагментов антител включают фрагменты Fab, Fab ', F (аb')  и Fv-фрагменты; диатела; линейные антитела; молекулы одноцепочечных антител; и мультиспецифические антитела, образованные из фрагментов антител.
II. Способы приготовления полоксамера
[0049]
В данном документе предлагаются способы приготовления полоксамера, например, для применения в клеточной культуральной среде.
Нагревание
[0050]
В некоторых аспектах изобретения способы приготовления полоксамера для применения в клеточной культуральной среде, предложенные в данном документе, включают нагревание полоксамера (например, очищенного полоксамера) с образованием жидкого полоксамера. Например, очищенный полоксамер в твердом состоянии можно нагревать до плавления, вследствие чего образуется жидкий полоксамер. Температура, до которой нагревается полоксамер, может корректироваться на основании температуры плавления конкретного используемого вида полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер имеет температуру плавления в интервале от около 45°С до около 60°С. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер имеет температуру плавления в интервале от около 50°С до около 55°С.
[0051]
В некоторых вариантах реализации изобретения способы приготовления полоксамера для применения в клеточной культуральной среде, предложенной в данном документе, включают нагревание твердого полоксамера до температуры по меньшей мере около 60°С с получением жидкого полоксамера и охлаждением жидкого полоксамера до температуры ниже около 50°С с образованием твердого термообработанного полоксамера, причем охлаждение не проводят в устройстве для приллирования или измельчения, и полоксамер содержит сополимер оксида этилена и оксида пропилена. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер представляет собой очищенный полоксамер. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер представляет собой композицию полоксамера, которая не содержит другого терапевтического или фармацевтического соединения.
[0052]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали до температуры по меньшей мере примерно одной из следующих температур (в °С): 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180 или 185. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в течение не менее 1 минуты. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в течение по меньшей мере около 1 минуты, по меньшей мере около 2 минут, по меньшей мере около 3 минут, по меньшей мере около 4 минут, по меньшей мере около 5 минут, по меньшей мере около 6 минут, по меньшей мере около 7 минут, по меньшей мере около 8 минут, по меньшей мере около 9 минут, по меньшей мере около 10 минут, по меньшей мере около 15 минут, по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 25 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 35 минут, при меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 45 минут, по меньшей мере около 50 минут, по меньшей мере около 55 минут, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 65 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 75 минут, по меньшей мере около 80 минут, по меньшей мере около 85 минут, по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут или по меньшей мере около 240 минут.
[0053]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 60°С до около 185°С. Следует отметить, что любой из диапазонов температур, описанных в данном документе, предусматривают включение, если явно не указано иное. Например, диапазон температур от около 60°C до около 185°С включает около 60°С и около 185°С, как находящиеся в указанном диапазоне. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °С): 185, 180, 175, 170, 165, 160, 155, 150, 145, 140, 135, 130, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70 или 65. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °С): 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175 или 180. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел в 185, 180, 175, 170, 165, 160, 155, 150, 145, 140, 135, 130, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70 или 65 и независимо может быть выбран нижний предел в 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175 или 180, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 60°С до 185°С в течение не менее 1 мин. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в течение по меньшей мере около 1 минуты, по меньшей мере около 2 минут, по меньшей мере около 3 минут, по меньшей мере около 4 минут, по меньшей мере около 5 минут, по меньшей мере около 6 минут, по меньшей мере около 7 минут, по меньшей мере около 8 минут, по меньшей мере около 9 минут, по меньшей мере около 10 минут, по меньшей мере около 15 минут, по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 25 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 35 минут, при меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 45 минут, по меньшей мере около 50 минут, по меньшей мере около 55 минут, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 65 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 75 минут, по меньшей мере около 80 минут, по меньшей мере около 85 минут, по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по крайней мере, около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут, или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°C до около 185°С в течение от около 1 минуты до около 250 минут. Следует отметить, что любой из временных диапазонов, описанных в данном документе, предусматривают включение, если явно не указано иное. Например, диапазон времени от около 1 минуты до около 250 минут, включает около 1 минуты и около 250 минут, как находящиеся в указанном диапазоне. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в течение менее около любого из следующих интервалов (в минутах): 250, 240, 230, 220, 210, 200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3 или 2. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в течение более чем около любого из следующих интервалов (в минутах): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230 или 240. То есть, полоксамер может быть нагрет в течение времени в интервале, имеющем верхний предел в 250, 240, 230, 220, 210, 200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3 или 2 и независимо может быть выбран нижний предел в 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230 или 240, причем нижний предел меньше, чем верхний предел.
[0054]
В некоторых вариантах реализации полоксамер (например, очищенный полоксамер), нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °C): 185, 180, 175, 170, 165 или 160. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °C): 157, 160, 165, 170, 175 или 180. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел 185, 180, 175, 170, 165 или 160 и независимо может быть выбран нижний предел 157, 160, 165, 170, 170 или 180, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С в течение по меньшей мере около 1 минуты, по меньшей мере около 2 минут, по меньшей мере около 3 минут, по меньшей мере около 4 минут, по меньшей мере около 5 минут, по меньшей мере около 6 минут, по меньшей мере около 7 минут, по меньшей мере около 8 минут, по меньшей мере около 9 минут, по меньшей мере около 10 минут, по меньшей мере около 15 минут, по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 25 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 35 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 45 минут, по меньшей мере около 50 минут, по меньшей мере около 55 минут, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 65 минут, по меньшей мере около 70 минут, по крайней мере, около 75 минут, по меньшей мере около 80 минут, по меньшей мере около 85 минут, по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут, или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 157°C до около 185°С в течение 250 минут или менее.
[0055]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер), нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°C. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °C): 157, 155, 150, 145, 140 или 135. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °С): 134, 135, 140, 145, 150 или 155. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел 157, 155, 150, 145, 140 или 135 и независимо может быть выбран нижний предел 134, 135, 140, 145, 150 или 155, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°С в течение по меньшей мере около 1 минуты, по меньшей мере около 2 минут, по меньшей мере около 3 минут, по меньшей мере около 4 минут, по меньшей мере около 5 минут, по меньшей мере около 6 минут, по меньшей мере около 7 минут, по меньшей мере около 8 минут, по меньшей мере около 9 минут, по меньшей мере около 10 минут, по меньшей мере около 15 минут, по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 25 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 35 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 45 минут, по меньшей мере около 50 минут, по меньшей мере около 55 минут, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 65 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере, около 75 минут, по меньшей мере около 80 минут, по меньшей мере около 85 минут, по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут, или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 134°C до около 157°С в течение 250 минут или менее.
[0056]
В некоторых вариантах реализации полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°C. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °С): 134, 130 или 125. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °С): 120, 125 или 130. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел 134, 130 или 125 и независимо может быть выбран нижний предел в 120, 125 или 130, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°С в течение по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 50 минут, или по меньшей мере около 60 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°С в течение по меньшей мере около 62 минут, по меньшей мере около 65 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 75 минут, по меньшей мере около 80 минут, по меньшей мере около 85 минут, по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере приблизительно 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 120°С до около 134°С в течение 250 минут или менее.
[0057]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °С): 120, 115, 110 или 105. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры выше около любой из следующих температур (в °С): 100, 105, 110 или 115. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел в 120, 115, 110, или 105, и независимо может быть выбран нижний предел в 100, 105, 110, или 115, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°С в течение по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 50 минут, или, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 80 минут или по меньшей мере около 90 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°С в течение по меньшей мере около 98 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут, или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 100°C до около 120°С в течение 250 минут или менее.
[0058]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 80°С до около 100°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °С): 100, 95, 90 или 85. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер, нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °С): 80, 85, 90 или 95. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел 100, 95, 90 или 85 и независимо может быть выбран нижний предел 80, 85, 90 или 95, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С до около 100°С в течение по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 50 минут, или, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 80 минут, или по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, или по меньшей мере около 120 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С до около 100°С в течение по меньшей мере около 122 минут, по меньшей мере около 130 минут, по меньшей мере около 140 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут, или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С до около 100°С в течение 250 минут или менее.
[0059]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер (например, очищенный полоксамер) нагревали в диапазоне от около 60°С до около 80°С. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры менее чем примерно любая из следующих температур (°С): 80, 75, 70 или 65. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая из следующих температур (в °С): 60, 65, 70, или 75. То есть, полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел 80, 75, 70 или 65 и независимо может быть выбран нижний предел 60, 65, 70 или 75, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°C до около 80°С в течение по меньшей мере около 20 минут, по меньшей мере около 30 минут, по меньшей мере около 40 минут, по меньшей мере около 50 минут, или, по меньшей мере около 60 минут, по меньшей мере около 70 минут, по меньшей мере около 80 минут, или по меньшей мере около 90 минут, по меньшей мере около 100 минут, по меньшей мере около 110 минут, по меньшей мере около 120 минут, по меньшей мере 130 минут или по меньшей мере 140 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°C до около 80°С в течение по меньшей мере около 143 минут, по меньшей мере около 150 минут, по меньшей мере около 160 минут, по меньшей мере около 170 минут, по меньшей мере около 180 минут, по меньшей мере около 190 минут, по меньшей мере около 200 минут, по меньшей мере около 210 минут, по меньшей мере около 220 минут, по меньшей мере около 230 минут или по меньшей мере около 240 минут. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в диапазоне от около 60°С до около 80°С в течение 250 минут или менее.
[0060]
В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер нагревали в вакууме. Например, полоксамер могут нагревать в вакуумном сушильном шкафе под воздействием вакуума. Как описано ниже, было непредвиденно установлено, что при нагревании полоксамера при температурах, описанных в данном документе, при применении вакуума, улучшаются свойства полоксамера (см., например, пример 7). Иначе говоря, воздействие вакуума на полоксамер в процессе нагрева, не отменяет положительное влияние на свойства полоксамера, являющиеся результатом нагрева, например, в клеточной культуре.
[0061]
В других вариантах реализации изобретения нагрев полоксамера до заданной температуры в течение определенного периода времени может относиться к тому времени, в течение которого полоксамер находится на определенной температуре. То есть, время=0 может указывать на время, при котором полоксамер достиг заданной температуры. Например, нагревание полоксамера до 140°C в течение 5 минут, может указывать на то, что полоксамер нагревали в течение 5 минут после достижения температуры 140°С. Например, нагревание полоксамера (например, очищенный полоксамер) в диапазоне от около 60°C до около 185°С в течение по меньшей мере 1 минуты указывает на то, что полоксамер достиг заданной температуры (например, от около 60°С до около 185°С) в течение не менее 1 минуты.
[0062]
В некоторых вариантах реализации изобретения температура очищенного полоксамера во время процесса нагревания не превышала около 120°C. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер может быть растворен в жидком или водном растворе перед процессом нагревания. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер, растворенный в жидком или водном растворе, может быть нагрет до более высокой температуры, чем можно было бы использовать для твердого полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер представляет собой твердый полоксамер перед процессом нагревания. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер представляет собой жидкость полоксамера при комнатной температуре перед процессом нагревания.
[0063]
В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали в диапазоне от около 80°С до около 100°С. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали в диапазоне от около 85°C до около 91°C. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из следующих температур (в °С): 100, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 93, 92, 91, 90, 89, 88, 87, 86, 85, 84, 83, 82 или 81. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали до температуры примерно более высокой, чем любая следующих температур (в °С): 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99. То есть, очищенный полоксамер может быть нагрет до температуры в диапазоне температур, имеющих верхний предел в 100, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 93, 92, 91, 90, 89, 88, 87, 86, 85, 84, 83, 82, или 81 и независимо может быть выбран нижний предел в 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99, причем нижний предел меньше, чем верхний предел. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали до температуры менее около 120°С. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали до температуры примерно более низкой, чем любая из температур в 101°C, 102°C, 103°C, 104°C, 105°C, 106°C, 107°C, 108°C, 109°C, 110°C, 111°C, 112°C, 113°C, 114°C, 115°C, 116°C, 117°C, 118°C и 119°C.
[0064]
Очищенный полоксамер может быть нагрет в течение любого необходимого периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали в течение от около 10 до около 15 минут. Время нагревания может относиться к общему времени, в течение которого тепло применяли к полоксамеру, так что время нагрева не ограничено временем, в течение которого полоксамер достигает нужной температуры. В некоторых вариантах реализации изобретения очищенный полоксамер нагревали в течение общего периода времени от около 10 до около 15 минут, и прекращали нагревание, когда полоксамер достигал желаемой максимальной температуры, например, от около 80°С до около 100°С.
[0065]
химический стакан, колба или другой открытый сосуд

Любой подходящий нагревательный прибор, известный в данной области техники, может быть использован для нагревания очищенного полоксамера. В качестве не ограничивающего примера, твердый полоксамер можно нагревать в стеклянной таре (например, PYREX), которую нагревают на стандартной лабораторной нагревательной плите (например, мешалке с подогревом, продаваемой Corning, Costar или Thermo Scientific). В качестве альтернативы, полоксамер можно нагревать в вакуумном сушильном шкафу.
[0066]
Любое подходящее устройство для измерения температуры, известное в данной области техники, может быть использовано для измерения температуры полоксамера во время/после термической обработки, при условии, что устройство для измерения температуры используется таким образом, что точное измерение температуры полоксамера может быть выполнено (например, в соответствии с инструкциями изготовителя по эксплуатации). Не ограничивающие примеры подходящих устройств для измерения температуры включают, без ограничений, термометры (например, стеклянные жидкостные термометры), термопары (например, как описано ниже), резистивные датчики температуры (терморезисторы), и/или термисторы. В некоторых вариантах реализации изобретения устройства для измерения температуры может быть встроено в оборудование, используемое для нагревания.
Охлаждение
[0067]
В некоторых аспектах изобретения способы приготовления полоксамера для применения в клеточной культуральной среде, описанной в данном документе, включают охлаждение нагретого, очищенного полоксамера с образованием твердого термообработанного полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкий полоксамер охлаждали до температуры ниже около 50°С. Температура до которой жидкий полоксамер охлаждается может быть любой температурой ниже температуры отвердевания, которая может варьироваться в зависимости от конкретного используемого полоксамера. Например, полоксамер 188 имеет температуру отвердевания около 52°C, так что полоксамер может быть охлажден до любой температуры ниже около 52°C с образованием твердого термообработанного полоксамера.
[0068]
Нагретый жидкий полоксамер может быть охлажден при любой температуре, достаточной для отвердевания полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения нагретый жидкий полоксамер охлаждают при температуре окружающей среды. В некоторых вариантах реализации изобретения нагретый жидкий полоксамер охлаждали при температуре от около 2°С до около 8°C. В некоторых вариантах реализации изобретения нагретый жидкий полоксамер охлаждали при температуре ниже около 0°С, например, при температуре около -20°С или при температуре около -70°C.
[0069]
Нагретый жидкий полоксамер может быть охлажден в течение любого необходимого периода времени, достаточного для отвердевания нагретого жидкого полоксамера при данной температуре охлаждения. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкий полоксамер охлаждали в течение примерно 20 минут. Время охлаждения может зависеть от температуры до которой полоксамер нагревали и/или температуры охлаждения. Температура охлаждения и время могут быть определены эмпирически путем наблюдения за тем сколько времени требуется жидкому полоксамеру (нагреваемый до заданной температуры в течение заданного промежутка времени) для отвердевания при определенной температуре охлаждения.
[0070]
Любое подходящее охлаждающее устройство известное в данной области техники, за исключением устройства для для приллирования или измельчения, может быть использовано для охлаждения нагретого жидкого полоксамера. Например, нагретый жидкий полоксамер может быть помещен в рефрижератор, морозильную установку или холодильную камеру, обеспечивающую достаточную температуру охлаждения, как описано выше. В качестве альтернативы, конкретное охлаждающее устройство может не использоваться, но взамен нагретый жидкий полоксамер может быть охлажден в нагревательном приборе после того, как прибор будет выключен или запрограммирован на остановку нагревания. В этом случае нагретый жидкий полоксамер остывает при температуре окружающей среды. Например, если полоксамер нагревали на плите, то нагретый жидкий полоксамер может быть охлажден простым остыванием на плите, после того как функция нагрева плиты будет отключена. В качестве альтернативы, полоксамер может быть охлажден в вакуумном сушильном шкафу. В некоторых вариантах реализации изобретения охлаждение нагретого жидкого полоксамера не включает использование жидкого азота. В некоторых вариантах реализации изобретения охлаждение нагретого жидкого полоксамера не включает распыление или пульверизацию нагретого жидкого полоксамера через газ, поддерживаемый при определенной температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения охлаждение нагретого жидкого полоксамера не включает формирование полоксамера в частицы или микрочастицы определенного или одинакового размера и/или формы
Приллирование/измельчение
[0071]
В некоторых вариантах реализации изобретения охлаждение не проводится в устройстве для приллирования или измельчения. Полоксамер был приготовлен в данной области техники путем приллирования или измельчения для достижения конкретного, одинакового размера частиц и/или формы полоксамера (для примера, описываемый полоксамер приллировали и измельчали, см. европейский патент EP1661558 B1 или патент США №7887844). Приллирование полоксамера включает пропускание жидкого полоксамера через форсунку для создания жидких частиц полоксамера и охлаждение этих частиц в охлаждающей среде, например, газе, поддерживаемом при определенной температуре, или жидком азоте. Температура охлаждающей среды, как полагают, определяет скорость затвердевания полоксамера, которая влияет на конечный размер и форму частиц полоксамера. Пример устройства для приллирования может включать, без ограничений, башню приллирования. В башне приллирования распыляемый полоксамер выпускается из верхней части башни, и застывает в виде частиц при падении через газ или жидкость охлаждающей среды (например, атмосферный воздуха, воздух, поддерживаемый при определенной температуре, или жидкий азот).
[0072]

Измельчение (или микроизмельчение) полоксамера включает измельчение твердого полоксамера, или нагнетание твердого полоксамера под высоким давлением через сопло, пока частицы полоксамера определенного размера не образуются. Так как в процессе измельчения может выделяться тепло, а полоксамеры имеют относительно низкую температуру плавления, то полоксамер часто охлаждают во время процесса измельчения для сохранения твердого состояния, например, путем охлаждения охлажденным воздухом или жидким азотом. Полоксамер также может быть охлажден перед измельчением и измельчаться в течение периода времени недостаточного для плавления полоксамера. Примеры измельчителей могут включать, без ограничений, воздухоструйную мельницу, шаровую вибромельницу, криогенную дробильную установку (например, SPEX SamplePrep Freezer/Mill).
[0073]
Приллирование и измельчение полезно для процессов, которые требуют строгих стандартов для размера частиц и формы полоксамера, например, как часть технологии приготовления лекарственных средств. Полоксамер известен в данной области техники в качестве компонента в лекарственных формах, который облегчает растворимость и влияет на высвобождение лекарственного средства. В этих составах частицы полоксамера должны сохранять стандартные характеристики для того, чтобы придать желаемые фармакокинетические свойства лекарственной форме и соблюсти строгие стандарты безопасности лекарственных средств и воспроизводимости. Следует отметить, что способы, описанные в данном документе, не требуют таких строгих или точных стандартов для полоксамера, так что данные способы приллирования и измельчения не применяются.
[0074]

В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер обрабатывали с помощью процесса приллирования, прежде чем его нагревали, как описано в данном документе. Многие коммерчески доступные полоксамеры для применения в клеточной культуре (например, Полоксамер 188 Pluronic F68 NF Prill, продаваемый BASF) подверглись приллированию или микроприллированию в процессе производства. Этапы нагрева и охлаждения, включенные в способы, описанные в данном документе, не связаны с приллированием. Скорее всего, они могут быть применены к полоксамеру, который уже был приллирован или микроприллирован. Данное открытие настоящего изобретения заключается в том, что свойства коммерчески доступных полоксамеров (например, приллированного или микроприллированного полоксамера) в клеточной культуре могут быть улучшены путем нагревания и охлаждения, как описано в настоящем документе.
[0075]
В некоторых аспектах изобретения способы приготовления полоксамера для применения в клеточной культуральной среде, описанной в данном документе, включают добавление термообработанного полоксамера в клеточную культуральную среду. После нагревания и охлаждения, твердый термообработанный полоксамер может быть растворен в среде для культивирования клеток любым известным в данной области техники способом. Например, если полоксамер нагревали и охлаждали в открытом стеклянном сосуде, полученный твердый термообработанный полоксамер может быть просто соскаблен или отслоен в соответствующем количестве (по массе) для добавления в клеточную культуральную среду. Термообработанный полоксамер может быть добавлен к клеточной культуральной среде непосредственно после приготовления, или он может быть сохранен и добавлен в клеточную культуральную среду в более позднее время (например, примерно более, чем через день, примерно более, чем через месяц, или примерно более, чем через год после термической обработки).
[0076]
В некоторых вариантах реализации изобретения стадии нагревания и охлаждения, описанные выше, каждую из которых проводили один раз перед добавлением термообработанного полоксамера в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах реализации изобретения стадии нагревания и охлаждения, описанные выше, повторяли по меньшей мере один раз перед добавлением термообработанного полоксамера в клеточную культуральную среду.
III. Полоксамеры и свойства полоксамера
[0077]
В данном документе предложены способы приготовления полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер, полученный данными способами, применяется в клеточной культуральной среде.
[0078]
2
4
n
3
6
m
2
4
n
Термин «полоксамер» может включать множество различных соединений, потому что цепи полиоксипропилена и полиоксиэтилена различной длины могут быть использованы в комбинации. Конкретная комбинация цепей полиоксипропилена и полиоксиэтилена, присутствующие в полоксамере, могут привести к определенным химическим и/или биофизическим свойствам. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер имеет химическую формулу HO(CHO)(CHO)(CHO)H. В некоторых вариантах реализации изобретения n (т.е., длина цепи полиоксиэтилена) равняется от около 60 до около 150. В некоторых вариантах реализации изобретения m (т. е., длина цепи полиоксипропилена) имеет значение от около 25 до около 60.
[0079]
Полоксамеры часто описываются системой нумерации, которая определяет их приблизительный молекулярный вес и процентное содержание полиоксиэтилена. Эти значения могут относится к среднему значению в композиции полоксамера, а не к абсолютному значению каждой молекулы полоксамера в композиции. В соответствии с этой системой первые две цифры умножают на 100 для определения приблизительной молекулярной массы блока полиоксипропилена, а третью цифру умножают на 10 для определения процента от массы блока полиоксиэтилена. Например, полоксамер 188 (CAS № 9003-11-6) может относится к полоксамеру с n, имеющим значение около 80, и с m, имеющим значение около 27, как и в формуле, изображенной выше. Полоксамер 237 может относится к полоксамеру с n, имеющим значение около 64, и с m, имеющим значение около 37. Полоксамер 338 может относится к полоксамеру с n, имеющим значение около 141, и с m, имеющим значение около 44. Полоксамер 407 может относится к полоксамеру с n, имеющим значение около 101, и с m, имеющим значение около 56. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер имеет среднюю молекулярную массу от около 6000 до около 18000 дальтон. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер 188 может относится к полоксамеру с n, имеющим значение около 80, с m, имеющим значение около 27, как и в формуле, изображенной выше, и с полоксамером, имеющим среднюю молекулярную массу от около 7680 до около 9510 г/моль. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер 188 может относиться к полоксамеру с n, имеющим значение около 80, c m, имеющим значение около 27, как и в формуле, изображенной выше, и с полоксамером, имеющим среднюю молекулярную массу от около 7000 до около 10000 г/моль.
[0080]

Полоксамеры, продаваемые под торговыми названиями, например, PLURONIC могут быть названы в соответствии с другой системой. Букву могут использовать для указания физического состояния (например, F для твердого вещества, P для пасты или L для жидкости). 2- или 3-значный номер может быть использован для обозначения химических свойств. Первые одну или две цифры умножают на 300 для определения приблизительной молекулярной массы блока полиоксипропилена, а третью цифру умножают на 10 для определения процента от массы блока полиоксиэтилена. Например, PLURONIC F68 может относиться к твердому полоксамеру с n, имеющим значение около 80, и с m, имеющим значение около 27, как и в формуле, изображенной выше. PLURONIC F87 может относится к твердому полоксамеру с n, имеющим значение около 64, и с m, имеющим значение около 37.PLURONIC F108 может относится к твердому полоксамеру с n, имеющим значение около 141, и с n, имеющим значение около 44. PLURONIC F127 может относится к твердому полоксамеру с n, имеющим значение около 101, и с m, имеющим значение около 56.
[0081]
J. Soc. Cosmet. Chemists
Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interfaces: Proc. of 2
Intl. Congress Surface Activity
nd
Поскольку полоксамеры имеют как гидрофобные (полиоксипропилен), так и гидрофильные (полиоксиэтилен) фрагменты различной длины, то различные полоксамеры могут обладать различными гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ). ГЛБ соединения определяли путем вычисления относительной доли соединения, которое является гидрофильной или липофильной, и значение ГЛБ использовали для прогнозирования поверхностно-активными свойствами соединения. Например, соединение с ГЛБ менее 10, по прогнозам, нерастворим в воде и соединение с ГЛБ больше, чем 10, по прогнозам, растворимо в воде. В предпочтительных вариантах реализации изобретения полоксамер для применения в клеточной культуре имеет ГЛБ, равное 24 или выше. ГЛБ полоксамера может быть рассчитано в соответствии со способами хорошо известными в данной области, в том числе и теми, которые описаны в Griffin, W.C. (1954) 5(4):249-56 и Davies, J.T. (1957) , Butterworths (London): 426-38.
[0082]
В некоторых вариантах реализации изобретения физические и/или химические свойства полоксамера могут быть измерены. Например, физические и/или химические свойства полоксамера могут быть измерены до и после термообработки, описанной в данном документе, для определения свойств, связанных с термообаботкой полоксамера. В качестве другого примера, физические и/или химические свойства качественной партии полоксамера и полоксамера некачественной партии, как описано в данном документе, могут быть измерены для определения свойств, связанных с полоксамером качественной партии.
[0083]
Примеры анализов для измерения физических и/или химических свойств могут включать, без ограничений, MALDI-MS, гель-проникающую хроматографию, порошковую РД, квазиупругое светорассеяние, а также ЯМР твердого тела. MALDI-MS (масс-спектрометрия с лазерной ионизацией и десорбцией из жидкой матрицы) известна в данной области техники как метод анализа, количественной оценки или идентификации соединения, например, путем определения его молекулярной массы и заряда. В качестве не ограничивающего примера, MALDI-MS может быть использована для идентификации соединения (например, примеси), которое преимущественно связано с или присутствует в партии полоксамера до термической обработки или в партии некачественного полоксамера по сравнению с термообработанным полоксамером или с качественной партией полоксамера. Гель-проникающая хроматография известна в данной области техники как метод разделения соединений по размеру молекул. В качестве не ограничивающего примера, гель-проникающая хроматография может быть использована для выделения соединения (например, примеси), которое преимущественно связано с или присутствует в партии полоксамера до термической обработки или в полоксамере некачественной партии по сравнению с термообработанным полоксамером или качественной партией полоксамера. Порошковая РД (порошковая рентгеновская дифракция) известна в данной области техники в качестве методики для определения характеристик структуры соединения, и может включать в себя этапы формирования образца в виде порошка соединения (содержащего множество хаотически ориентированных кристаллитов), и с помощью рентгеновской дифракции анализировать структурные особенности кристаллитов. В качестве не ограничивающего примера, порошковая РД может быть использована для оценки структурных свойств термообработанного полоксамера или качественной партии полоксамера, например, по сравнению с полоксамером до термической обработки или полоксамером некачественной партией. Квазиупругое светорассеяние (также известное как динамическое рассеяние света и фотонная корреляционная спектроскопия) известно в данной области техники как метод определения профиля распределения по размерам частиц в растворе или суспензии. В качестве не ограничивающего примера, квазиупругое рассеяние света может быть использовано для идентификации соединения (например, примеси) по размеру частиц, которое преимущественно связано с или присутствует в партии полоксамера перед термообработкой или в полоксамере некачественной партии по сравнению с термообработанным полоксамерам или качественной партией полоксамера.
[0084]
ЯМР твердого тела (ядерный магнитный резонанс, или ЯМР твердого тела) известен в данной области техники как метод определения различных структурных особенностей соединения. Например, ЯМР твердого тела может быть использован для оценки конформации молекул, размещения, химического сдвига или полиморфной природы соединения. В качестве не ограничивающего примера, ЯМР твердого тела может быть использован для оценки структурного свойства термообработанного полоксамера или полоксамера качественной партии по сравнению с полоксамером до термической обработки или полоксамером некачественной партии. В некоторых вариантах реализации изобретения структурное свойство, определяемое ЯМР твердого тела, может включать отношение кристаллитов к аморфному полоксамеру в образце полоксамера. В качестве другого не ограничивающего примера, ЯМР твердого тела может быть использовано для приготовления спектров, по которым можно разделить или профилировать один или более полиморфов полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения ЯМР твердого тела может быть использован для разделения одного или более полиморфов полоксамера в качественной партии полоксамера или термообработанном полоксамере от полиморфов полоксамера, присутствующих в некачественной партии полоксамера или полоксамера до термической обработки. В некоторых вариантах реализации изобретения полоксамер спектр генерируется ЯМР твердого тела может быть соотнесена со свойством полоксамера в клеточной культуральной среде, например, путем измерения жизнеспособности клеток в культуре клеток, выращенных в клеточной культуральной среде, содержащей полкосамер качественной партии или термообработанный полоксамер по сравнению с жизнеспособностью клеток в культуре клеток, выращенной в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер некачественной партии или полоксамер до термической обработки.
IV. Применение полоксамеров в культуре клеток и получение полипептидов
[0085]
Термообработанным полоксамерам, представленным в данном документе, могут найти применение в способах (например, в культивировании клеток и получении полипептидов с использованием культуральной среды, содержащей термообработанный полоксамер по настоящему изобретению), а также в композициях (например, клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер по настоящему изобретению).
Применение полоксамера в культуре клеток
[0086]
et al.
Biotechnol. Bioeng.
Trends Biotechnol.
et al.
Mol. Biotechnol.
Полоксамеры могут использоваться в качестве добавок к клеточной культуральной среде, известной в данной области техники. Не желая быть привязанными к теории, полагают, что полоксамеры выполняют множество функций в клеточной культуральной среде: могут защищать клетки от повреждений и повышать жизнеспособности клеток. Например, полоксамер может выступать в качестве протектанта клеток от разрушения. Полоксамер может уменьшать силу прилипания между клетками и пузырьками и/или уменьшить шок, в то время как лопаются пузырьки, тем самым предотвращая повреждение клеток. Полоксамер также может изменить частоту и скорость образования пузырьков, улучшить дренаж клеток из вспененного слоя и/или повысить прочность клеточных мембран. См, например, Meier, S.J., (1999) 62(4):468-78; Chisti, Y. (2000) 18 (10):420-32; и Tharmalingam, T., (2008) 39(2): 167-77.
[0087]
Термообработанный полоксамер, описанный в данном документе, могут быть добавлен к среде для культивирования клеток в любой концентрации, обычно используемой для полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда включает термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда включает термообработанный полоксамер в концентрации от около 0,1 г/л до около 3 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда включает термообработанный полоксамер в концентрации от около 3 г/л до около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда включает термообработанный полоксамер в концентрации около 0,1 г/л, около 0,2 г/л, около 0,3 г/л, около 0,4 г/л, около 0,5 г/л, около 0,6 г/л, около 0,7 г/л, около 0,8 г/л, около 0,9 г/л, около 1 г/л, около 2 г/л, около 3 г/л, около 4 г/л, около 5 г/л, около 6 г/л, около 7 г/л, около 8 г/л, около 9 г/л, или около 10 г/л. В некоторых вариантах реализации изобретения термообработанный полоксамер, полученный как описано в данном документе, может быть использован в более низкой концентрации в клеточной культуральной среде для достижения желаемого уровня жизнеспособности клеток, чем полоксамер до термической обработки. В некоторых вариантах реализации изобретения термообработанный полоксамер, полученный как описано в данном документе, может быть использован в более подходящей или стандартизированной концентрации в клеточной культуральной среде для достижения желаемого уровня жизнеспособности клеток, чем полоксамер до термической обработки.
[0088]
et al.
Macromolecules
Поверхностно-активные вещества, такие как полоксамеры, имеют предел в растворении, называемый критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), за которой добавленные дополнительные поверхностно-активные молекулы начинают включаться в мицеллы, а не растворятся в растворе. При концентрациях выше ККМ, поверхностное натяжение раствора не уменьшается со скоростью пропорциональной концентрации поверхностно-активного вещества. В предпочтительных вариантах реализации изобретения термообработанный полоксамер добавляют к клеточной культуральной среде в концентрации более низкой, чем его ККМ. Так, например, ККМ полоксамера 188 было определена на уровне в 100 мг/мл (Kabanov, A.V., (1995) 28(7):2303-14). ККМ полоксамера может быть определена путем измерения поверхностного натяжения раствора во время добавления полоксамера. Концентрация, при которой увеличение концентрации полоксамера больше не приводит к увеличению поверхностного натяжения, представляет собой ККМ для данного полоксамера. Поверхностное натяжение может быть измерено, например, без ограничений, с использованием тензиометра (например, Sigma 700/701 Tensiometer от Attension).
Клеточная культуральная среда
[0089]
Определенные аспекты настоящего изобретения относятся к культивированию клетки в клеточной культуральной среде. Любая клеточная культуральная среда известная в данной области техники, подходящая для необходимого типа клеток и/или полипептидного продукта, может быть использована. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда представляет собой химически определенную питательную среду. В других вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда представляет собой питательную среду неопределенного химического состава. В некоторых вариантах реализации изобретения термообработанной полоксамер, описанный в данном документе, добавляется к базовой клеточной культуральной среде. В некоторых вариантах реализации изобретения термообработанный полоксамер, описанный в данном документе, добавляется к клеточной культуральной среде для подпитки или периодической подпитки.
[0090]
Biomacromolecules
J Biotechnology
Коммерчески доступные питательные среды могут использоваться, включая такие, как, без ограничений, среда F-10 Ham (Sigma), минимальная питательная среда Игла ([MEM], Sigma), RPMI-1640 (Sigma), среда Игла модифицированная по способу Дульбекко ([DMEM], Sigma), среда Лурия (LB), и среда ТB (TB), и любая из этих питательных сред может быть дополнена любым из компонентов сред, как подробно описано в данном документе (например, термообработанным полоксамером). Кроме того, любая из питательных сред, описанных в Ham and Wallace, Meth. Enz., 58:44 (1979), Barnes and Sato, Anal. Biochem., 102:255 (1980), Vijayasankaran et al., ., 6:605:611 (2005), Patkar et al., , 93:217-229 (2002),, в патенте США. № 4767704. 4657866; 4927762; или 4560655; WO 90/03430; WO 87/00195; в патенте США. № Re. 30985; или в патенте США. № 5122469, все описания которых включены в данный документ в качестве ссылки во всей их полноте, и может быть дополнено любым из компонентов питательных сред, как подробно в данном документе (например, термообработанным полоксамером).
[0091]
Любые питательные среды, предложенные в данном документе, могут быть также дополнены при необходимости гормонами и/или другими факторами роста (такими как инсулин, трансферрин или эпидермальный фактор роста), ионами (такими как натрий, хлорид, кальций, магний и фосфат), буферами (такими как ГЭПЭС), нуклеозидами (например, аденозин и тимидин), микроэлементами (определенные как неорганические соединения, обычно присутствующие в конечных концентрациях в микромолярном диапазоне), поверхностно-активными веществами, такими как полоксамер и глюкоза или эквивалентным источником энергии. В некоторых аспектах изобретения клеточная культуральная среда, предложенная в данном документе, содержит белки, полученные из растения или животного. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточная культуральная среда, предложенная в данном документе, не содержит белков, полученных из растения или животного. Любые другие необходимые добавки также могут быть включены в соответствующих концентрациях, которые должны быть известны специалистам в данной области техники.
Жизнеспособность клеток
[0092]
В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер, повышается по сравнению с жизнеспособностью клеток в клеточной культуральной среде, содержащей необработанный полоксамер (или полоксамер до термической обработки). Данное открытие настоящего изобретения заключается в том, что подготовка полоксамера, описанная в данном документе, приводит к увеличению жизнеспособности клеток при применении термообработанного полоксамера в клеточной культуральной среде по сравнению с применением необработанного полоксамера в той же клеточной культуральной среде. Способы тестирования жизнеспособности клеток хорошо известны в данной области техники. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток измеряли, как подробно описано в примерах, приведенных в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде может быть измерена примерно через 1 час, примерно через 2 часа или примерно через 3 часа (например, как описано ниже).
[0093]

Используемую в данном документе «жизнеспособность клеток» количественно определяют как процент живых клеток в растворе (т.е., количество живых клеток, деленное на общее количество клеток). Любой подходящий способ, известный в данной области техники, может быть использован для измерения жизнеспособности клеток. Поскольку клетки или живые, или мертвые, то жизнеспособность клеток может быть определена путем количественного определения или мертвых клеток, или живых клеток. Один подходящий способ представляет собой вытеснение трипанового синего. В этом способе образец клеток получали из культуры клеток. Раствор трипанового синего добавляли к образцу. Только нежизнеспособные клетки впитывали трипановый синий, и как следствие окрашивались в синий цвет. Таким образом, количество синих клеток подсчитывали, вычитали общее количество клеток, чтобы получить количество живых клеток, и это число делили на общее количество клеток, чтобы определить жизнеспособность клеток. Клетки можно пересчитать вручную, по аналогии с гематоцитометром или автоматически, как, например, с анализатором жизнеспособности клеток Vi-Cell (Beckman Coulter). Другие анализы для определения жизнеспособности клеток могут включать, без ограничений, анализы с окрашиванием пропидиумом йодида, терминальным дезоксиуридиновым мечением концов, резазурином, метиловым фиолетовым, лактатдегидрогеназой, гидролизом деацетата флуоресцеина, анализ на основе 3-4,5-диметилтиазол-2-ил-2,5-дифенилтетразолия бромида (MTT), каспазы и АТФ.
[0094]
Эффект термообработанного полоксамера может быть определен, например, путем измерения жизнеспособности клеток в культуре клеток, выращенных в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер, и сравнив ее с жизнеспособностью клеток в культуре клеток, выращенных в культуральной среде клеток, содержащую такую же концентрацию необработанного полоксамера. В некоторых вариантах реализации изобретения клеточные культуры могут быть выращены во встряхиваемой колбе с дефлекторами. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 10%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 15%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 20%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 25%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 30%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 35%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 40%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 45%. В некоторых вариантах реализации изобретения применение термообработанного полоксамера по сравнению с необработанным полоксамером повышает жизнеспособность клеток по меньшей мере на около 50%.
[0095]
В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанный полоксамер по настоящему изобретению, повышается по меньшей мере на 10% по сравнению с жизнеспособностью клеток в клеточной культуральной среде, содержащей полоксамер до термической обработки. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток повышается по меньшей мере на около 1%, по меньшей мере на около 2%, по меньшей мере на около 3%, по меньшей мере на около 4%, по меньшей мере на около 5%, по меньшей мере на около 6%, по меньшей мере на около 7%, по меньшей мере на около 8%, по меньшей мере на около 9%, по меньшей мере на около 10%, по меньшей мере на около 11%, по меньшей мере на около 12%, по меньшей мере на около 13%, по меньшей мере на около 14%, по меньшей мере на около 15%, по меньшей мере на около 16%, по меньшей мере на около 17%, по меньшей мере на около 18%, по меньшей мере на около 19%, по меньшей мере на около 20%, по меньшей мере на около 21%, по меньшей мере на около 22%, по меньшей мере на около 23%, по меньшей мере на около 24%, по меньшей мере на около 25%, по меньшей мере на около 26%, по меньшей мере на около 27%, по меньшей мере на около 28%, по меньшей мере на около 29%, по меньшей мере на около 30%, по меньшей мере на около 31%, по меньшей мере на около 32%, по меньшей мере на около 33%, по меньшей мере на около 34%, по меньшей мере на около 35%, по меньшей мере на около 36%, по меньшей мере на около 37%, по меньшей мере на около 38%, по меньшей мере на около 39% или по меньшей мере на около 40%.
[0096]
Термообработанный полоксамер может быть особенно полезным для улучшения свойств полоксамера (например, конкретная партия необходимого полоксамера), который не дает приемлемой жизнеспособности клеток при добавлении в клеточную культуральную среду. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде с необработанным полоксамером ниже примерно на 80%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде с необработанным полоксамером ниже примерно на 70%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде с необработанным полоксамером ниже примерно на 60%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде с необработанным полоксамером ниже примерно на 50%. В некоторых вариантах реализации изобретения жизнеспособность клеток в клеточной культуральной среде с необработанным полоксамером ниже примерно на 40%.
Клеточный рост и получение полипептидов
[0097]
В некоторых вариантах реализации клетка по настоящему изобретению (например, клетки культивируют в клеточной культуральной среде, описанной в данном документе) может содержать необходимый полинуклеотид (например, полинуклеотид, кодирующий необходимый полипептид, или по существу необходимый полинуклеотид). В некоторых вариантах реализации клетка по настоящему изобретению может быть трансфецирована, трансформирована или иным образом генетически модифицирована для включения необходимого полинуклеотида. Способы, подходящие для трансфекции или трансформации различных клеток, широко известны в данной области техники. Примеры ссылок относительно получения полипептида приведены ниже; специалисту в данной области техники будет понятно, что способы, раскрытые в данном документе, не ограничиваются получением полипептида.
[0099]
Как правило, клетки объединяют (приводят в контакт) с любой клеточной культуральной средой, описанной в данном документе, в соответствии с одним или более условий, которые способствуют любому из процессов: клеточного роста, поддержки, и/или продуцирования полинуклеотида и/или полипептида. В способах культивирования клетки и приготовления полипептида используют культуральный сосуд (биореактор), содержащий клетку и клеточную культуральную среду. Культуральный сосуд может состоять из любого материала, который пригоден для культивирования клеток, в том числе из стекла, пластика или металла. Как правило, культуральный сосуд объемом по меньшей мере в 1 литр и может быть объемом в 10, 100, 250, 500, 1000, 2500, 5000, 8000, 10000, 25000 литров или более. Условия культивирования, такие как температура, рН и т.п., являются такими, которые ранее использовали для клетки-хозяина, выбранной для экспрессии, и будут очевидны каждому специалисту. Условия культивирования, которые могут быть изменены в процессе культивирования включают, без ограничений, рН и температуру.
[0100]
Культура клеток может поддерживаться в условиях, благоприятных для выживания, роста, жизнеспособности (поддержание), а также возможностей продуцирования полипептида в клеточной культуре. Точные условия будут варьироваться в зависимости от типа клеток, организма из которого была получена клетка, а также от природы и характера экспрессируемого полипептида. На стадии получения полипептида, культура клеток, необязательно, может дополнительно поддерживаться в соответствии со вторым набором условий культивирования (по сравнению с начальной стадией роста), способствующих выживанию и жизнеспособности культуры клеток и подходящих для экспрессии целевого полипептида.
[0101]
В некоторых случаях культуру клеток может быть полезным или необходимым дополнить питательными веществами или другими компонентами питательной среды, которые были истощены или метаболизированы клетками. Например, культуру клеток можно предпочтительно дополнить рассмотренными питательными веществами или другими компонентами питательной среды, которые были истощены во время мониторинга клеточной культуры. В качестве альтернативы или дополнительно, может быть полезным или необходимым дополнить культуру клеток до стадии продуцирования. В качестве не ограничивающих примеров, может быть полезным или необходимым дополнить культуры клеток гормонами и/или другими факторами роста, определенными ионами (такими, как натрий, хлорид, кальций, магний и фосфат), буферами, витаминами, нуклеозидами или нуклеотидами, микроэлементами (неорганические соединения, обычно присутствующие в очень низких конечных концентрациях), аминокислотами, липидами, глюкозой или другим источником энергии.
[0102]
Клеточная культуральная среда, подробно описанная в данном документе, может быть использована в способе культивирования клеток для приготовления полипептидов, в том числе антител. Питательная среда может быть использована в способе культивирования клеток, не важно в периодической культуре, периодической культуре с подпиткой или проточной культуре, и может быть использована в способе приготовления любого полипептида, включающий любые аспекты или варианты реализации полипептида, как описано в данном документе. Полипептиды, полученные способами, подробно описанными в данном документе, например, культивированием клеток и получением полипептидов с использованием культуральной среды, содержащей термообработанный полоксамер по настоящему изобретению), могут быть гомологичными клетке-хозяину, или предпочтительно могут быть экзогенным, а это означает, что они являются гетерологичными, т.е. привнесенными, в используемую клетку-хозяин, такие как человеческий белок, вырабатываемый клеткой CHO, или полипептид дрожжей, продуцируемый клеткой млекопитающего. В одном варианте полипептиды представляет собой полипептид млекопитающего (такой как антитело) непосредственно секретируемый в питательную среду клеткой-хозяином. В другом варианте реализации изобретения полипептид выделяется в питательную среду путем лизиса клетки, содержащей полинуклеотид, кодирующий полипептид.
[0103]
Любой полипептид, который экспрессируется в клетке-хозяине, может быть получен в соответствии с настоящим изобретением, и может присутствовать в предложенных композициях. Полипептид может быть экспрессирован из гена, который является эндогенным для клетки-хозяина, или из гена, который вводят в клетку-хозяина с помощью генной инженерии. Полипептид может встречаться в природе, или альтернативно может иметь последовательность, которая была сконструирована или выбрана человеком. Сконструированный полипептид может быть собран из других сегментов полипептида, которые по отдельности встречаются в природе, или могут включать один или более сегментов, которые в природе не встречаются.
[0104]
Полипептиды, которые при желании могут быть экспрессированы в соответствии с настоящим изобретением, часто выбирают на основе целевой биологической или химической активности. Например, настоящее изобретение может быть использовано для экспрессии любого фармацевтически или коммерчески релевантного фермента, рецептора, антитела, гормона, регулирующего фактора, антигена, связывающего агента, и т.д.
[0105]
Molecular Cloning: A Laboratory Manual
Current Protocols in Molecular Biology
Short Protocols in Molecular Biology
Current Protocols in Protein Science
Antibodies, A Laboratory Manual (
Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications
th
th
Способы приготовления полипептидов, таких как антитела, в клеточной культуре, хорошо известны в данной области техники. Неограничивающие примеры способов приготовления антитела (например, полноразмерные антитела, фрагменты антител и мультиспецифические антитела) в культуре клеток предложены в данном документе. Способы по настоящему изобретению могут быть адаптированы специалистом в данной области техники для приготовления других белков, таких как ингибиторы на основе белка. См., в целом, хорошо известные и широко используемые методы и процедуры получения белков (например, терапевтических белков), которые включены в настоящий документ в качестве ссылки во всей их полноте: (Sambrook et al., 4 ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 2012); (F.M. Ausubel, et al. eds., 2003); (Ausubel et al., eds., J. Wiley and Sons, 2002); , (Horswill et al., 2006); Harlow and Lane, eds., 1988); (R.I. Freshney, 6 ed., J. Wiley and Sons, 2010).
[0106]
Условия, подходящие для получения полипептидов, известны в данной области техники для различных типов клеток-хозяев и полипептидов. Условия культивирования, такие как температура, рН и т.п., являются такими, которые ранее использовались с клеткой-хозяином, выбранной для экспрессии, и будут очевидны каждому специалисту.
[0107]
Культуру клеток можно перемешивать или встряхивать в течение культивирования клеток с целью повышения оксигенации и дисперсии питательных веществ к клеткам. Применение полоксамера может быть особенно полезным в перемешиваемых культурах клеток, в которых по причине сдвигающих усилий потенциально могут повредиться клетки. В соответствии с настоящим изобретением, обычный специалист в данной области техники поймет, что это может быть полезным для контроля или регулирования определенных внутренних условий биореактора на начальной стадии роста, в том числе, без ограничений, рН, температуры, оксигенации и т.д. Например, рН можно контролировать путем подачи соответствующего количества кислоты или основания, а оксигенацию можно контролировать с помощью устройств для барботирования, которые хорошо известны в данной области техники.
Клетки
[0108]
Клетки, подходящие для культивирования в культуральной среде и продуцирования полипептида, могут включать клетки прокариот, дрожжей или высших эукариотов (например, млекопитающего). В некоторых вариантах реализации изобретения используется клетка млекопитающего. В некоторых вариантах реализации изобретения используется клетка яичника китайского хомячка (СНО).
[0109]
et al., J. Gen Virol.
et al.,
Methods in Molecular Biology,
Клетки млекопитающих могут культивироваться, и размножение клеток млекопитающих в культуре (культуре тканей) стало рутинной процедурой. Примерами линий клеток-хозяев млекопитающих могут включать, без ограничений, линию почки обезьяны CV1, трансформированную SV40 (COS-7, ATCC CRL 1651); линию человеческой эмбриональной почки (293 или 293 клетки, субклонируемые для роста в суспензионной культуре, Graham 36:59 (1977)); клетки почки новорожденного хомяка (ВНК, АТСС CCL 10); мышиные клетки Сертоли (ТМ4, Mather, Biol Reprod, 23: 243-251 (1980)); клетки почек обезьяны (CV1 ATCC CCL 70); клетки почки африканской зеленой мартышки (VERO-76, ATCC CRL-1587); клетки карциномы шейки матки человека (HELA, АТСС CCL 2); клетки почки собаки (MDCK, ATCC CCL 34); клетки печени крысы линии Buffalo (BRL 3A, ATCC CRL 1442); клетки легких человека (W138, ATCC CCL 75); клетки печени человека (Hep G2, HB 8065); клетки опухоли молочной железы мышей (ММТ 060562, АТСС CCL51); клетки TRI (Mather Annals N.Y. Acad Sci 383: 44-68 (1982)); клетки MRC-5; клетки FS4; и линию гепатомы человека (Hep G2). Другие подходящие линии клеток-хозяев млекопитающих включают линии клеток миеломы, такие как NS0 и Sp2/0. Для ознакомления с некоторыми линиями клеток-хозяев млекопитающих, пригодных для продуцирования антител, см., например, Yazaki and Wu, Vol. 248 (B. K. C. Lo, ed., Humana Press, Totowa, N.J., 2003), pp. 255-268.
[0110]
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
В некоторых вариантах реализации изобретения могут культивироваться клетки СНО. Клетки СНО хорошо известны и обычно используются в данной области техники для приготовления полипептидов в культуре клеток, например, антител. Клетки СНО, могут включать, без ограничений, CHO ДГФР-дефицитные клетки (Urlaub 77:4216 (1980)), например ATCC CRL-9096
[0111]
Escherichia
E. coli
Enterobacter
Erwinia
Klebsiella
Proteus
Salmonella
Salmonella typhimurium
Serratia,
Serratia marcescans
Shigella
Bacilli
B. subtilis
B. licheniformis
B. licheniformis
Pseudomonas
P. aeruginosa
Streptomyces
E. coli
E. coli
E. coli
E. coli
E. coli
Прокариотические клетки, подходящие для этой цели включают эубактерии, такие как грамотрицательные или грамположительные организмы, например, Enterobacteriaceae, такие как ,, например, , , , , , ,, например, , например, и , а также , такие как и (например, 41P, описанная в DD 266,710, опубликованном 12 апреля 1989), , такие как и . Один предпочтительный клонирующий хозяин представляет собой 294 (АТСС 31446), хотя возможны и другие штаммы, такие как B, X1776 (АТСС 31537), и штамм W3110 (ATCC 27325), которые подходят. Эти примеры являются иллюстративными, а не ограничивающими.
[0112]
Saccharomyces cerevisiae
Schizosaccharomyces pombe
Kluyveromyces
K. lactis
K. fragilis
K. bulgaricus
K. wickeramii
K. waltii
K. drosophilarum
K. thermotolerans
K. marxianus
yarrowia
Pichia pastoris
Candida
Trichoderma reesia
Neurospora crassa
Schwanniomyces,
Schwanniomyces occidentalis
Neurospora
Penicillium
Tolypocladium
Aspergillus
A. nidulans
A. niger
Кроме прокариот, эукариотические микроорганизмы, такие как гифомицеты или дрожжи, являются подходящими хозяевами, клонирующими или экспрессирующими вектора, кодирующие антитело. , или обычные пекарские дрожжи, является наиболее часто используемыми среди низших эукариотов микроорганизмов-хозяев. Тем не менее, ряд других родов, видов и штаммов являются общедоступными и применяются в настоящем изобретении, такие как хозяева ; , такие как, например, , (ATCC 12424), (ATCC 16045), (ATCC 24178), (ATCC 56500), (ATCC 36906), , и ; (EP 402226); (EP 183,070); ; (EP 244234); ; такая как ; и гифомицеты, такие как, например, хозяева , , и , такие как и . Для ознакомления с обсуждением вопросов об использовании дрожжей и мицелиальных грибов в получении терапевтических белков, см., например, Gerngross, Nat. Biotech. 22: 1409-1414 (2004).
[0113]
Pichia pastoris
Могу быть выбраны некоторые штаммы грибов и дрожжей в которых пути гликозилирования были «гуманизированы», в результате продуцирования антитела с частично или полностью человеческим профилем гликозилирования. См., например, Li et al., Nat. Biotech. 24: 210-215 (2006) (описание гуманизации пути гликозилирования у ); и в Gerngross et al., выше.
[0114]
Spodoptera frugiperda
Aedes aegypti
Aedes albopictus
Drosophila melanogaster
Bombyx mori
Autographa californica
Bombyx mori
Spodoptera frugiperda
Trichoplusia ni (
,
Spodoptera frugiperda
Клетки-хозяева, подходящие для экспрессии гликозилированного антитела, также получают из многоклеточных организмов (беспозвоночных и позвоночных). Примеры клеток, не относящихся к клеткам позвоночных, включают клетки растений и насекомых. Были выявлены многочисленные штаммы и варианты штаммы и варианты бакуловирусов и клетки насекомых из таких хозяев, как (гусеница), (комар), (комар), (плодовая мушка) и . Различные вирусные штаммы для трансфекции являются общедоступными, например, вариант L-1 вируса ядерного полиэдроза и штамм Bm-5 вируса ядерного полиэдроза , и такие вирусы могут быть использованы в качестве вируса в соответствии с настоящим изобретением, в частности, для трансфекции клеток . Примеры клеток насекомых могут включать, без ограничений, клетки дрозофилы (например, клетки S2), клетки напримерклетки High Five™) и клетки (например, клетки Sf21 или Sf9).
[0115]
Leninaceae
M. truncatula
TM
Культуры растительных клеток хлопка, кукурузы, картофеля, сои, петунии, томатов, ряски (), люцерны (), и табака также могут быть использованы в качестве хозяев. См., например, патент США №№. 5959177, 6040498, 6420548, 7125978 и 6417429 (описание технологии PLANTIBODIES для продуцирования антител трансгенными растениями).
Получение антител
[0116]
В некоторых вариантах реализации изобретения клетку, культивируемую в клеточной культуральной среде, содержащей термообработанной полоксамер, использовали для получения антител.
[0117]
Nature
et al., Hybridoma
et al., Antibodies: A Laboratory Manual
et al.,
Monoclonal Antibodies and T-Cell Hybridomas
et al., Nature
et al., J. Mol. Biol.
et al., J. Mol. Biol.
et al., J. Mol. Biol.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
et al., J. Immunol. Methods
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
et al., Nature
et al., Year in Immunol.
et al., Bio/Technology
Nature
Nature
et al., Nature Biotechnol.
Nature Biotechnol.
Intern. Rev. Immunol.
В некоторых вариантах реализации изобретения антитело представляет собой моноклональное антитело. Модификатор «моноклональное» указывает на характер антитела, полученного в основном из гомогенной популяции антител, и не должно быть истолковано как требующее получения антитела каким-либо конкретным способом. Например, моноклональные антитела, которые будут использовать в соответствии с настоящим изобретением, могут быть получены различными методами, в том числе, например, методом гибридом (например,Kohler and Milstein, , 256:495-97 (1975); Hongo , 14 (3): 253-260 (1995), Harlow , (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2nd ed. 1988); Hammerling в: 563-681 (Elsevier, N.Y., 1981)), методами рекомбинантных ДНК (см., например, патент США. 4816567), технологией фагового дисплея (см., например, Clackson , 352: 624-628 (1991); Marks 222: 581-597 (1992); Sidhu 338(2): 299-310 (2004); Lee 340(5): 1073-1093 (2004); Fellouse, 101(34): 12467-12472 (2004); и Lee 284 (1-2): 119-132 (2004), а также технологии приготовления человеческих или человекоподобных антител у животных, у которых есть некоторые или все из последовательностей локусов иммуноглобулина человека или генов, кодирующих иммуноглобулин человека (см., например, WO 1998/24893; WO 1996/34096; WO 1996/33735; WO 1991/10741; Jakobovits 90: 2551 (1993); Jakobovits 362: 255-258 (1993); Bruggemann 7:33 (1993); патенты США. № 5545807. 5545806; 5569825; 5625126; 5633425; и 5661016; Marks 10: 779-783 (1992); Lonberg et al., 368: 856-859 (1994); Morrison, 368: 812-813 (1994); Fishwild 14: 845-851 (1996); Neuberger, 14: 826 (1996); и Lonberg and Huszar, 13: 65-93 (1995). В некоторых вариантах реализации изобретения антитело, полученное с помощью способов, описанных в данном документе, представляет собой гуманизированное антитело, химерное антитело, человеческое антитело, антитело из фаговых библиотек или мультиспецифическое антитело.
[0118]
Антитела могут быть получены с использованием рекомбинантных методов, например, в производстве антитела с использованием клеток СНО. Для рекомбинантного приготовления антитела анти-антигена, нуклеиновую кислоту, кодирующую антитело, выделяют и встраивают в реплицируемый вектор для дальнейшего клонирования (амплификации ДНК) или для экспрессии. ДНК, кодирующую антитело, можно легко выделить и секвенировать общепринятыми способами (например, с использованием олигонуклеотидных зондов, которые способны специфически связываться с генами, кодирующими тяжелые и легкие цепи антитела). Многие векторы доступны. Компоненты вектора обычно включают, без ограничений, один или более из следующих компонентов: сигнальную последовательность, точку начала репликации, один или более маркерных генов, энхансер, промотор и последовательность терминации транскрипции.
[0119]
Saccharomyces
Kluyveromyces
C. albicans
Антитело по изобретению может быть получено рекомбинантно не только непосредственно, но также в виде гибридного полипептида с гетерологичным полипептидом, который предпочтительно представляет собой сигнальную последовательность или другой полипептид, имеющий специфический сайт расщепления на N-конце зрелого белка или полипептида. Гетерологичная сигнальная последовательность, выбираемая предпочтительно, представляет собой ту, которая распознается и процессируется (например, расщепляется сигнальной пептидазой) клеткой-хозяином. Для прокариотических клеток-хозяев, которые не распознают и не процессируют нативную сигнальную последовательность антитела, сигнальную последовательность заменяют прокариотической сигнальной последовательностью, выбранной, например, из группы, включающей щелочную фосфатазу, пенициллиназу, ЛП или термостабильный энтеротоксин II. Для дрожжевой секреции нативная сигнальная последовательность может быть замещена, например, лидерной последовательностью дрожжевой инвертазы, лидерной последовательностью фактора (в том числе лидерные последовательности α-фактора и ), или лидерной последовательностью кислой фосфатазы, лидерной или сигнальной последовательностью глюкоамилазы , описанных в WO 90/13646. Для экспрессии в клетке млекопитающего доступны сигнальные последовательности млекопитающего, а также вирусные секреторные лидерные последовательности, например, сигнальный гликопротеин gD простого герпеса.
[0120]
et al., Bio/Technology
E. coli
Антитело может продуцироваться внутриклеточно, в периплазматическое пространство или непосредственно секретироваться в питательную среду. Если антитело продуцируется внутриклеточно, в качестве первого шага, частицы дебриса, или клеток-хозяев или лизированных фрагментов, удаляют, например, центрифугированием или ультрафильтрацией. Carter 10:163-167 (1992) описывают процедуру выделения антител, которые секретируются в периплазматическое пространство . Коротко, клеточную массу размораживают в присутствии ацетата натрия (рН 3,5), ЭДТА и фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ) в течение около 30 мин. Остатки клеток могут быть удалены центрифугированием. Если антитело секретируется в питательную среду, то супернатанты от таких систем экспрессии, как правило, сначала концентрируют с использованием коммерчески доступного фильтра для концентрирования белков, например, ультрафильтрационного модуля Amicon или Millipore Pellicon. Ингибитор протеазы, такой как ФМСФ, может быть включен в любую из предыдущих стадий для ингибирования протеолиза и антибиотики могут быть включены для предотвращения роста случайных контаминантов.
[0121]
et al., J. Immunol. Meth.
et al., EMBO J.
H
TM
Антитела могут быть очищены с использованием, например, хроматографии с ггидроксиапатитом, гидрофобной хроматографии, гель-электрофореза, диализа и аффинной хроматографии, при этом аффинная хроматография обычно представляет собой одну из предпочтительных стадий очистки. Пригодность белка A в качестве аффинного лиганда зависит от вида и изотипа любого Fc-домена иммуноглобулина, который присутствует в антителе. Белок A можно использовать для очистки антител, которые основаны на человеческих γ1, γ2 или γ4 тяжелых цепей (Lindmark 62:1-13 (1983)). Протеин G рекомендуется для всех мышиных изотипов и для человеческого γ3 (Guss 5:15671575 (1986)). Матрица, к которой присоединен аффинный лиганд, наиболее часто является агарозной, но и другие матрицы применимы. Механически стабильные матрицы, такие как стекло с контролируемым размером пор или полистирол-дивинилбензол, обеспечивают более высокие скорости потока и более короткое время обработки, чем может быть достигнуто с использованием агарозы. Если антитело содержит C3 -домен, смола Bakerbond ABX (J. T. Baker, Phillipsburg, N.J.) применима для очистки. Другие способы очистки белка, такие как фракционирование на ионообменной колонке, осаждение этанолом, обращенно-фазовая ВЭЖХ, хроматография на силикагеле, хроматография на гепарин-сефарозе, хроматография на анионообменной или катионообменной смоле (например, колонка с полиаспарагиновой кислотой), хроматофокусирование, ДСН-ПААГ-электрофорез, и осаждение сульфатом аммония, также применимы в зависимости от антитела и могут быть выбраны.
[0122]
2
2
The Pharmacology of Monoclonal Antibodies
В некоторых вариантах реализации изобретения антитело, описанное в данном документе, представляет собой антигенсвязывающий фрагмент. Примеры антигенсвязывающих фрагментов включают Fab-, Fab '-, F (аb') - и Fv фрагменты; димеры; линейные антитела; молекулы одноцепочечных антител; и мультиспецифические антитела, образованные из фрагментов антител. Fab-фрагмент содержит вариабельные домены тяжелой и легкой цепи, а также содержит константный домен легкой цепи и первый константный домен (СН1) тяжелой цепи. Fab'-фрагменты отличаются от Fab-фрагментов добавлением нескольких остатков на карбокси-конце тяжелой цепи СН1 домена, включая один или более цистеинов из шарнирной области антитела. Fab'-SH в данном документе обозначает Fab ', в котором цистеиновый остаток (и) константных доменов несет свободную тиольную группу. F (аb ') -фрагменты антитела первоначально были получены как пары Fab'-фрагментов, которые имеют между ними шарнирные цистеины. Известны также другие химические связи фрагментов антитела. «Fv» представляет собой минимальный фрагмент антитела, который содержит полный антигенсвязывающий сайт. «Одноцепочечные Fv» или фрагменты антител «ScFv» содержат домены VH и VL антитела, где эти домены присутствуют в одной полипептидной цепи. Как правило, полипептид ScFv дополнительно содержит полипептидный линкер между доменами VH и VL, который дает возможность scFv формировать желаемую структуру для связывания антигена. Для обзора scFv, см., например, Pluckthün, в , vol. 113, Rosenburg and Moore eds., (Springer-Verlag, New York, 1994), pp. 269-315. Многие из способов очистки антитела, описанного выше, могут быть соответствующим образом адаптированы для очистки антигенсвязывающего фрагмента антитела.
[0123]
В целом, различные методики в подготовке антител для использования в исследованиях, тестировании и клинике хорошо разработаны в данной области техники, в соответствии с описанными выше методиками, и/или по усмотрению соответствующего специалиста в данной области техники для конкретного представляющего интерес антитела.
ПРИМЕРЫ
[0124]
Настоящее изобретение будет более понятным со ссылкой на следующие примеры. Примеры, однако, не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего изобретения. Понятно, что примеры и варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, представлены только в качестве иллюстрации и что различные модификации или изменения в его свете будут предложены специалистам в данной области техники и должны быть включены в сущность и сферу действия этой заявки и объема прилагаемой формулы изобретения.
Пример 1: Термическая обработка улучшает свойства полоксамера в культуре клеток
[0125]
Полоксамер обычно используется в клеточной культуре, в качестве поверхностно-активного вещества, который защищает клетки от барботирования и/или пузырьков, связанных с повреждением. К сожалению, от партии к партии изменчивость подрывает его эффективность и приводит к снижению выхода рекомбинантного продукта. Например, партия некачественного полоксамера снижает жизнеспособность клеток и может привести к снижению титра продукта до 45%. После обширной серии исследований, было установлено, что некачественный полоксамер были источником значительного сокращения выхода продукта и последующих финансовых потерь в промышленном производстве белка. Таким образом, способы улучшения свойств полоксамера были бы весьма полезными.
[0126]
Неожиданно, было обнаружено, что одна термообработка способна улучшить свойства полоксамера в культуре клеток. Важно отметить, что эта термообработка не только улучшает свойства некачественных партий полоксамера, но также может дополнительно повысить эффективность качественных партий. Способы, описанные в данном документе, представляют собой способы обработки полоксамера для улучшения его свойств в качестве добавки к культуре клеток.
Способы
Обработка полоксамером
[0127]

15 г полоксамера 188 (полоксамер 188 PLURONIC F 68 NF Prill, BASF), нагревали на стандартной плите с магнитной мешалкой в течение 10-12 минут. Нагревание прекращали, когда полоксамер достигал температуры 86-91°C. Полоксамер затем охлаждали при комнатной температуре, 2-8°С, или -72°C в течение около 20 минут. Твердый полоксамер затем отслаивался и добавлялся в клеточную культуральную среду для тестирования.
Модель для испытаний культуры клеток
[0128]
6

2
Полоксамер 188, подвергаемый термообработке как описано выше, был добавлен к стандартной, не содержащей сыворотки, питательной среде для клеток CHO в конечной концентрации 1 г/л. Клетки СНО выращивали при температуре 37°С в 25-75 мл клеточной культуральной среды в 250 мл встряхиваемой колбе с дефлекторами при концентрации 1,5×10 клеток/мл в 5% СО. Во время культивирования клеток, колбы вращали на круговой качалке со скоростью от 250 до 350 оборотов в минуту. Использование встряхиваемой колбы с дефлекторами создавало большое количество захваченных пузырьков в культурах. Жизнеспособность клеток измеряли с помощью трипанового синего, используя анализатор жизнеспособности Vi-Cell (Beckman Coulter). Отбирали 300 мкл клеточной культуры, и рассчитывали процент жизнеспособности клеток путем деления количества жизнеспособных клеток (т.е. тех, которые не абсорбируют трипановый синий) на общее количество клеток в образце.
Результаты
[0129]
жизнеспособности
жизнеспособности
Простая модель скрининга была разработана для имитации влияния полоксамера на жизнеспособность культуры клеток в лаборатории, а не в промышленных масштабах. Коротко, клетки СНО выращивали в 250 мл колбах, как описано выше. Для того, чтобы максимально увеличить разницу в жизнеспособности клеток, полученную качественными и некачественными партиями полоксамера, были протестированы объемы клеточной культуральной среды и скорость встряхивания. Клетки выращивали в 25, 50, или 75 мл питательной среды и встряхивали на круговой качалке при скорости в 250, 300 или 350 оборотов в минуту. Было установлено, что объем среды не оказывает никакого влияния на Δ (то есть, разница в жизнеспособности клеток, в процентах, между известной качественной партией и известной некачественной партией полоксамера), но более высокие скорости встряхивания показали увеличение Δ.
[0130]
фиг. 1
фиг. 1
фиг. 1
Как показано на , было установлено, что термическая обработка полоксамера (см. методы) значительно улучшает свойства полоксамера в культуре клеток. Различные партии полоксамера были протестированы на их влияние на жизнеспособность клеток с использованием модели скрининга, упоминаемой выше. Некоторые партии были известны своей эффективностью, а другие предположительно были неэффективными. Для каждой партии, необработанные и термообработанные (ТО) порции добавляли в клеточную культуральную среду для тестирования. Было установлено, что по сравнению с необработанным полоксамером, термообрабанный полоксамер повышает жизнеспособность клеток во всех тестируемых партиях (). В некоторых случаях, термообработанный полоксамер обеспечил удвоение жизнеспособности, от 45% до почти 90%. Важно отметить, что термообработанный полоксамер обеспечил повышение жизнеспособности для партий, которые уже продемонстрировали высокое качество (см., например, «Качественная партия 4» на ).
[0131]
Эти результаты показывают, что термическая обработка полоксамера может усилить его влияние на жизнеспособность в культуре клеток. Термическая обработка может значительно улучшить свойства некачественных партий и еще больше улучшить свойства качественных партий, предполагая практическое применение термообработки полоксамера, которая может существенно уменьшить проблему изменчивости в партии полоксамера.
Пример 2: Процесс термической обработки полоксамера измеряли с помощью термометра сопротивления
[0132]
Эксперименты, описанные в примере 1, выполняли на нагревательной плите. Данные эксперименты включали нагревание полоксамера до около 80-100°C (измеряли терморезистором) в течение 10 минут. Данные эксперименты повторяли с добавлением образца, нагреваемого до температуры выше 100°С (то есть, до 124°C).
Способы
Производители и партии полоксамера 188
[0133]
Таблица
Вещество «полоксамер 188» использовали. Идентификаторы и связанные с ними показатели клеточной культуры (определяется эффективностью в тесте модели с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе, HSSF) приведены в таблице 1.
<b>Таблица 1</b>Идентификаторы (используемые для обозначения партии во всех последующих примерах) и связанные с ними показатели культуры клеток из данных HSSF
<b>Идентификатор</b>
<b>Эффективность в культуре клеток</b>
G
Низкая
D
Высокая
H
Низкая
B
Низкая
C
Низкая
F
Низкая
E
Крайне низкая
A
Высокая
Способы термической обработки
[0134]
Для оценки процесса термической обработки полоксамера оценивали несколько способов термообработки: нагрев на нагревательной плите, в сушильном шкафу или в автоклаве.
Нагревательная плита
[0135]
От пяти до пятнадцати граммов полоксамера помещали в химический стакан (100-400 мл) и нагревали на нагревательной плитке при непрерывном перемешивании. Температуру полоксамера измеряли с помощью термопары (Kaye 731 Thermocouple) или термометра сопротивления (терморезистор) (высокоточный термочувствительный элемент RTD Fluke 5627A-12). Полоксамер нагревали до тех пор, пока он не достигал заданной температуры (примерно от пяти до десяти минут), а затем сразу же убирали от источников тепла. Расплавленному полоксамеру давали остыть при комнатной температуре.
Сушильный шкаф
[0136]
Пять граммов полоксамера взвешивали в сцинтилляционном флаконе из стекла емкостью 20 мл. Термопару закрепляли во флаконе таким образом, чтобы кончик был погружен в сухой полоксамер. Полоксамер и термопару затем помещали в сушильный шкаф (вакуумный сушильный шкаф Yamato ADP 21) уже при заданной температуре. Если не указано иное, сушильные шкафы использовали без функции вакуума (при атмосферном давлении). Полоксамер оставляли нагреваться до заданной температуры (+/- 3°C, как измерено термопарой), и момент времени, в котором полоксамер достигал этой целевой температуры отмечали как момент времени=0. По истечении заданного времени инкубации применяли слабый вакуум в течение 10-30 секунд, чтобы откачать любые летучие вещества, выделяющиеся в сушильный шкаф. После откачивания воздуха, стеклянный флакон извлекали из сушильного шкафа и давали остыть при комнатной температуре (открытый).
Питательная среда и культура клеток CHO
[0137]
Стандартную, не содержащую сыворотку, питательную среду для клеток CHO использовали для всех экспериментов, с одним исключением: Pluronic F68 был исключен из питательной среды. Для обеспечения данного исследования, две линии клеток СНО, которые оттаивали, сохраняли в системе посевного биореактора (STB).
Способ большого сдвигового усилия к культуре клеток во встряхиваемой колбе
Добавление образцов полоксамера к клеточной культуральной среде
[0138]
Питательные среды готовили разделением на аликвоты 250 мл стандартной, не содержащей сыворотки, питательной среды для клеток СНО (без полоксамера) на образец в контейнеры ПСТ и добавлением 0,25 г образца полоксамера в каждую аликвоту. Среду перемешивали в течение по меньшей мере 5 минут при 150 оборотах в минуту для того, чтобы полностью растворить полоксамер в питательных средах. Питательные среды затем подвергали вакуумной фильтрации в боксе микробиологической безопасности (БМБ) с использованием 0,22 мкм фильтрационного модуля из полиэфирсульфона. Питательные среды хранили при температуре 37°C для использования в течение 24 часов.
Замена питательных сред и анализ культуры клеток
[0139]
2
Образцы клеточных культур переносили в 50 мл пробирки фирмы Falcon таким образом, что каждая аликвота содержала около 7,5×10E7 клеток. Клетки центрифугировали в течение 10 минут при 830×g с образованием гранул. Надосадочную жидкость удаляли и клетки ресуспендировали в питательной среде, содержащей образцы полоксамера для тестирования, а затем переносили в 250 мл вентилируемые встряхиваемые колбы с дефлекторами. Начальную общую плотность клеток (ОПК) и жизнеспособность измеряли с помощью NOVA Flex после встряхивания колб при 150 оборотах в минуту в течение нескольких минут для равномерного распределения клеток. Встряхиваемые колбы затем помещали в инкубатор при 5% CO, влажности 80%, и температуре 37°С и встряхивали при 300 оборотах в минуту в течение 3-х часов. Измерения ОПК и жизнеспособности проводили через 1 час, 2 часа и 3 часа инкубации и по сравнению с исходными ОПК и жизнеспособностью.
Результаты
[0140]
Образцы качественной партии полоксамера (А) и двух некачественных партий (В и С) подвергали термообработке до температуры около 100°С. Дополнительный образец C подвергали термообработке до температуры в 124°С. После термообработки образцы были испытаны в тесте HSSF.
[0141]
фиг. 2
Таблица
f
0
Все образцы полоксамера, нагреваемые до температуры в 100°C (измерено терморезистором), не показали улучшения по сравнению с необработанным веществом из той же партии (). Тем не менее, С, термически обработанный до температуры в 124°С, показал повышение конечной жизнеспособности на 19% по сравнению с необработанным C. Кроме того, общее изменение жизнеспособности (т.е., %конечная жизнеспособность, V, минус % начальной жизнеспособности, V) для термообработанного C составила -27,4%, увеличившись на 21% по сравнению с необработанным C (таблица 2).
<b>Таблица 2</b>Образцы термообработанного полоксамера, условия, повышение жизнеспособности по сравнению с необработанной партией, и окончательная жизнеспособность в тесте HSSF
Описание выборки
Идентификатор образца
Повышение жизнеспособности по сравнению с необработанной партией @ 3 часа
Жизне-способность @ 3 часа (%)
Качественная партия, необработанная
A
0,0
85,6
Качественная партия, термически обработанная
A_HT
1,8
87,4
Некачественная партия (B), необработанная
B
0,0
69,0
Некачественная партия (B), термически обработанная до 100 C
B_HT
-5,4
63,6
Некачественная партия (C), необработанная
C
0,0
49,0
Некачественная партия (C), термически обработанная до 100 C
C_HT
-2,8
46,2
Некачественная партия (C), термически обработанная до 124 C
C_HT_124C
21,8
68,0
Модель с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе выполняли с N=1
[0142]
Данные результаты подтвердили, что термическая обработка улучшала свойства полоксамера в культуре клеток и дали предварительную оценку эффективной температуре и продолжительности обработки. Тем не менее, эти результаты свидетельствуют о том, что температура выше 100°С может быть более эффективна для термической обработки полоксамера в культивировании клеток. Считается, что различия в измерении температуры (например, тип термометра, используемый для измерения температуры полоксамера), может привести к различным эффективным диапазонам в термической обработке полоксамера (см., пример 8 для дополнительных данных и обсуждения).
Пример 3: Перенос термообработки в сушильные шкафы
[0143]
Настольный сушильный шкаф использовали в качестве альтернативного механизма нагрева, который предусматривает контроль температуры и воспроизводимость результатов. Кроме того, функция вакуума позволила выкачивать испарения, выделяющиейся из полоксамера, из сушильного шкафа до его открытия и извлекать термообработанный полоксамер. Эксперименты с сушильным шкафом проводили в соответствии с способами, описанными в примере 2.
[0144]
фиг. 3
Для первых экспериментов в сушильном шкафу использовали план эксперимента на поверхности отклика, чтобы проверить широкий спектр условий с минимальным количеством требуемых образцов (). Температура колебалась в пределах 92-148°С, при времени инкубации в пределах 10-120 минут. Образцы некачественной партии (C) подвергали термообработке в определенных условиях в сушильном шкафу. Затем полученные образцы были испытаны в модели HSSF, чтобы определить улучшения характеристик культуры клеток.
[0145]
фиг. 4
Неэффективный полоксамер, нагреваемый в сушильном шкафу при температуре 140°С в течение 60 минут и 150°C в течение 35 минут, показал значительное повышение конечной жизнеспособности, что эквивалентно положительному контролю в тесте HSSF (и таблица 3).
<b>Таблица 3</b>Жизнеспособность для полоксамера,нагреваемого в сушильном шкафу
Идентификатор образца
Усредненная жизнеспособ-ность@ 3 часа
Стандартное отклонение (СО)*
Усредненное повышение жизнеспо-собности по сравнению с необрабо-танной партией @ 3 часа
Стандартное отклонение (СО)* повышения жизнеспособ-ности
Необработанная некачественная партия (C)
30,4
11,1
0,0
0,0
Положительный контроль (D)
88,4
2,5
58,1
13,6
C_100C, 10 минут
40,5
3,9
10,1
15,0
C_100C, 60 минут
42,6
8,1
12,2
3,0
C_120C, 35 минут
42,1
1,0
11,8
10,1
C_140C, 10 минут
46,7
0,1
16,4
11,2
C_140C, 60 минут
89,7
0,4
59,4
10,7
C_150C, 35 минут
91,6
0,5
61,2
11,6
* модель HSSF выполняли в двух повторностях
[0146]
Однако в данных экспериментах, полоксамер, термически обработанный в условиях ниже 140°С и/или в течение менее 60 минут, не показал улучшения свойств. Эти данные указывают на то, что минимальная температура термической обработки с целью улучшения свойств полоксамера составляла около 140°С в течение тестируемого времени. Более обширные испытания температуры и продолжительности нагрева, описаны ниже, например, в примере 5.
Пример 4: Планирование эксперимента термической обработки в сушильном шкафу
[0147]
Первичная модель эксперимента на поверхности отклика для условий термообработки в сушильных шкафах показала, что минимальная температура для эффективной термической обработки в условиях испытания составляла около 140°С. Полное планирование экспериментов (ПЭ) проводили в сушильных шкафах в соответствии со способами, описанными в примере 2, с целью определения рабочего диапазона, переходя на очень высокие температуры и длительное время инкубации. Максимальная температура испытания составляла 185°С, а максимальное время инкубации испытания для каждой температуры составляло 120 мин. Некачественную партию полоксамера (G) обрабатывали и тестировали в шести выборочных блоках, которые были сегментированы с использованием плана на латинском квадрате. В общей сложности три выборных блока и еще шесть образцов обрабатывали в интересующих нас условиях (таблица 4). Затем эти образцы испытывали в тесте HSSF для определения характеристик клеточной культуры.
<b>Таблица 4 </b>Условия термической обработки оценивали в полном ПЭ в сушильных шкафах. Температура колебалась в пределах 110-185°C; продолжительность колебалась в пределах 1-120 мин. Коробки, помеченные буквой (соответствует блокам в таблице 5),указывают на условия обработки, которые были испытаны,как указано в таблице 5
<b>Время (мин)</b>
<b>1</b>
<b>5</b>
<b>10</b>
<b>30</b>
<b>60</b>
<b>120</b>
<b>Температура (</b>°<b>C)</b>
<b>110</b>
<b>A</b>
<b>D</b>
<b>X</b>
<b>F</b>
<b>125</b>
<b>D</b>
<b>F</b>
<b>A</b>
<b>140</b>
<b>F</b>
<b>A</b>
<b>X</b>
<b>X</b>
<b>D</b>
<b>X</b>
<b>155</b>
<b>X</b>
<b>D</b>
<b>F</b>
<b>A</b>
<b>170</b>
<b>F</b>
<b>A</b>
<b>D</b>
<b>185</b>
<b>D</b>
<b>F</b>
<b>A</b>
<b>X</b>
[0148]
фиг. 5
Исходные данные ПЭ представлены в таблице 5. Полные результаты ПЭ при отображении на контурный график, проиллюстрировали большой рабочий диапазон условий термообработки, которые улучшают свойства полоксамера ().
<b>Таблица 5</b>Исходные данные полного ПЭ эксперимента
Номер партии
Время, мин
Темпе-ратура, C
Блок
Жизнеспособ-ность@ 3 часа
Повышение жизнеспособности (по сравнению с необработанным контролем, среднее) %
G
1
110
A
74,9
-4,8
G
5
140
A
77,1
-2,6
G
10
170
A
88,9
9,2
G
30
185
A
89,5
9,8
G
60
155
A
88,7
9,0
G
120
125
A
82,3
2,6
G
10
140
B
91,3
11,6
G
1
155
C
93,6
13,9
G
30
140
C
95,5
15,8
G
120
185
C
95,9
16,2
G
1
185
D
93,9
14,2
G
5
155
D
92,6
12,9
G
10
125
D
73,4
-6,3
G
30
110
D
51,9
-27,8
G
60
140
D
93,7
14,0
G
120
170
D
82,6
2,9
G
60
110
E
82,1
2,4
G
120
140
E
95,9
16,2
G
1
140
F
68,5
-11,2
G
5
170
F
94,5
14,8
G
10
185
F
95,6
15,9
G
30
155
F
95,2
15,5
G
60
125
F
68,2
-11,5
G
120
110
F
94,8
15,1
[0149]
Образцы, подвергаемые термической обработке при температуре 155°С или выше в течение всего времени инкубации, резко улучшили характеристики клеточной культуры. В тесте HSSF эти образцы изменяли показатели жизнеспособности менее чем на 10% после 3-х часов. При температуре 140°С термическая обработка не была эффективной до тех пор, пока время инкубации не составило 30 минут или выше. Кроме того, тестируемые минимальные температуры в 125°C и 110°C не были эффективными до тех пор, пока образцы не инкубировали в течение 2-х часов.
Пример 5: Надежность и воспроизводимость термической обработки
[0150]
фиг. 5
Для того, чтобы продемонстрировать воспроизводимость и надежность проектного поля термообработки, показанного на , ключевые условия обработки по полному ПЭ были воспроизведены с использованием дополнительных партий полоксамера в соответствии со способами, описанными в примере 2. Два из этих условий дублировали для решения воспроизводимости. Выбранные условия попадали внутрь или на границу рабочего диапазона. В общей сложности три некачественные партии были обработаны (в том числе G, который ранее был использован для ПЭ) (таблица 6). Чтобы убедиться, что термическая обработка не вредит, если используют качественную партию, одну качественную партию также обрабатывали (Е).
<b>Таблица 6 </b>Количество повторов для ключевых условий термообработки, протестированных на четырех партиях полоксамер
Темпе-ратура
Время
Некачест-венная партия №1 (G)
Некачест-венная партия №2(H)
Некачест-венная партия №3(F)
Качест-венная партия(E)
<i>170 C</i>
<i>1 мин</i>
1
1
1
1
<i>30 мин</i>
1
1
1
1
<i>155 C</i>
<i>1 мин</i>
2
2
2
<i>30 мин</i>
2
1
1
1
<i>140 C</i>
<i>1 мин</i>
2
1
1
1
<i>30 мин</i>
2
2
2
[0151]
фиг. 6
Результаты теста HSSF для повторяемых условий обработки были сопоставимы с результатами первоначального ПЭ (таблицы 7 и 8); однако, можно было наблюдать изменчивость в оптимальных условиях термообработки всех некачественных партий ().
<b>Таблица 7 </b>Конечная жизнеспособность клеток для условий термообработки, испытанных в тесте HSSF на четырех партиях полоксамера: E (качественная партия), F (некачественная партия), H (некачественная партия) и G (некачественная партия, используемая в полных ПЭ экспериментах)
Образец
E
F
G
H
Необработанный
92,2
72,7
78,8
77,5
140 C, 30 мин №1
93,8
89,8
91,5
77,3
140 C, 30 мин №2
96,1
89,8
89,5
90,6
140 C, 1 мин
95,3
90,8
90,0
90,7
155 C, 1 мин №1
95,2
90,2
90,8
84,1
155 C, 1 мин №2
94,8
89,9
90,7
81,5
155 C, 30 мин
96,0
91,0
89,5
92,4
170 C, 1 мин
95,5
87,4
90,6
93,4
170 C, 30 мин
94,0
89,2
89,4
92,0
<b>Таблица 8 </b>Изменение жизнеспособности клеток (Vf <sub>(обработанный)</sub> -Vf<sub> (необработанный)</sub>) в тесте HSSF для условий термообработки, испытанных на четырех различных партиях полоксамера: E (качественная партия), F (некачественная партия), H (некачественная партия) и G (некачественная партия, используемая в полных ПЭ экспериментах)
Повышение жизнеспособности по сравнению с необработанной партией @ 3 часа (%)
Партии
Образец
E
F
G
H
140 C, 1 мин
3,1
18,1
11,2
-0,2
140 C, 30 мин №1
1,6
17,1
12,7
13,1
140 C, 30 мин №2
3,9
17,1
10,7
13,2
155 C, 1 мин №1
3,1
17,5
12,0
6,6
155 C, 1 мин №2
2,6
17,2
11,9
4,1
155 C, 30 мин
3,8
18,3
10,7
15,0
170 C, 1 мин
3,3
14,7
11,8
15,9
170 C, 30 мин
1,8
16,5
10,6
14,5
Модель с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе выполняли с N=1
[0152]
Партии G и F, обрабатываемые при температуре 155°С в течение 1 мин или 140°С в течение 1 минуты, продемонстрировали значительное улучшение характеристик культуры клеток. Тем не менее, партия Н не продемонстрировала улучшения при обработке температурой в 140°С в течение 1 минуты, и только крайне низкое (<10%) улучшение при обработке температурой в 155°С в течение 1 мин. Все остальные условия обработки для этой партии продемонстрировали существенное улучшение в культуре клеток. Эти результаты показывают, что партии имеют небольшие различия в минимальной температуре и инкубационном периоде термообработки.
Пример 6: Оценка низких температур и большой продолжительности
[0153]
Условия термообработки, описанные в примерах 2-5, были значительно выше температуры плавления полоксамера. Для того, чтобы определить, может ли температура лишь немного выше точки плавления полоксамера (~ 50°C) оказать влияние на жизнеспособность клеток культуры, образцы двух некачественных партий полоксамера (H и G) обрабатывали в сушильном шкафу при температуре 60°C и 80°С в течение 120 минут и затем тестировали в способе HSSF согласно примеру 2.
[0154]
фиг. 7
Результаты для термообработанных образцов не продемонстрировали существенного улучшения характеристик по сравнению с необработанным полоксамером, независимо от температуры (). Не желая быть привязанными к теории, была выдвинута гипотеза о том, что может потребоваться более длительное время инкубации для данных более низких температур, чтобы получить улучшенный полоксамер.
Пример 7: Термическая обработка в вакууме
[0155]
Для того, чтобы определить влияние кислорода на термообработку полоксамера, образцы двух некачественных партий полоксамера (H и G) подвергали термообработке при температуре 140°C, в условиях низкого вакуума в сушильном шкафу в соответствии со способами, описанными в примере 2. Вместо извлечения образцов из вакуума после определенного времени инкубации, полоксамер охлаждали в сушильном шкафу под вакуумом до комнатной температуры, чтобы гарантировать отсутствие внешнего воздействия кислорода, в то время как полоксамер был нагрет до заданной температуры.
<b>Таблица 9 </b>Условия термообработки полоксамера и результаты HSSF для протестированных образцов в вакууме
Идентификатор образца
Усредненная жизнеспо-собность @ 3 часа
Стандартное отклонение (СО)*
Усредненное повышение жизнеспо-собностипо сравнениюс необрабо-танной партией @3 часа
Стандартное отклонение (СО)* повышения жизнеспо-собности
H (необработанный)
58,8
-37,5
0,0
0,0
H_6°C 120 мин
68,3
0,0
9,5
18,8
H_8°C 120 мин
63,4
9,4
4,6
9,4
G (необработанный)
80,0
-16,5
0,0
0,0
G_6°C 120 мин
77,2
2,5
-2,8
4,6
G_8°C 120 мин
74,8
0,1
-5,2
7,3
<i>*Модель с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе выполняли с N=2</i>
[0156]
фиг. 8
Полоксамер, обрабатываемый в вакууме, продемонстрировал значительное улучшение (> 20% -ное повышение конечной жизнеспособности) по сравнению с необработанным полоксамером в культуре клеток (, таблица 9). Данные результаты показывают, что внешнее воздействие кислорода во время термообработки полоксамера может не потребоваться для приготовления улучшенного полоксамера.
Пример 8: Измерение температуры с помощью терморезистора в сравнении с проводной термопарой
[0157]
фиг. 5
Предыдущие данные поддерживали диапазон температур 80-100°С в течение процесса термообработки. Тем не менее, полный ПЭ (например, как показано на ) поддерживал рабочий диапазон на уровне 140°C или выше.
[0158]
В эксперименте проводили изучение двух различных термометров для измерения температуры полоксамера в процессе термической обработки. В экспериментах, описанных в примере 1, использовали терморезистор, в то время как проводную термопару использовали во всех экспериментах в сушильном шкафу. Использование терморезистора требует погружения на глубину 4 «для точного измерения температуры. С другой стороны, проводная термопара предназначена для измерения температуры точно на ее кончике, что позволяет точно измерить температуру при погружении всего на несколько миллиметров в полоксамер.
[0159]
Параллельное сравнение проводили во время термической обработки полоксамера на нагревательной плите в соответствии со способами по примеру 2. Проводная термопара дала показания температуры в 152,6°С, в то время как терморезистор дал показание в 81,65°C. Таким образом, терморезистор показал существенное занижение значений температуры (> 70°С) по сравнению с термопарой. Данные результаты показывают, что различные температурные показатели полоксамера лежат в различных эффективных температурных диапазонах, достаточных для приготовления улучшенного полоксамера.
Пример 9: Описание характеристик линейного изменения скорости нагревания и скорости охлаждения в сушильном шкафу
[0160]
Образцы полоксамера, помещаемые в сушильный шкаф, не сразу достигали заданной температуры. Профили нагревания и охлаждения для трех температур, используемых в ПЭ, оценивали в сушильном шкафу в соответствии со способами, описанными в примере 2.
[0161]
фиг. 9
Для достижения заданной температуры (+/-3°C) образцам в сушильном шкафу требовалось в среднем 18 минут со стандартным отклонением 5,8 минут (). Несмотря на изменчивость времени нагревания, скорости охлаждения были примерно одинаковы. Среднее время необходимое образцу для достижения температуры плавления полоксамера (~ 40°C) составляло 7 минут, со стандартным отклонением 0,8 минут. Если предположить, что профили охлаждения в основном линейные, то скорости охлаждения для образцов, нагреваемые до 170°С, 155°С, 140°С, составляли около -19°С/мин, -19,5°С/мин и -18°С/мин, соответственно.
Пример 10: Статистическая значимость жизнеспособности и термической обработки полоксамера
[0162]
Критерий Стьюдента был использован для определения разницы между свойствами контрольных групп полоксамера в тестах HSSF и значимости наблюдаемых улучшений в характеристиках клеточной культуры. Все результаты HSSF для контрольной группы из ПЭ в сушильном шкафу были включены в массив данных. Из термообработанных образцов, только образцы в пределах рабочего диапазона были использованы для расчета изменения средней жизнеспособности клеток после термообработки. Рабочий диапазон был определен в условиях, когда изменение жизнеспособности в тесте HSSF составляло менее, чем 15%.
[0163]
Обработанные и необработанные полоксамеры сравнивали с использованием критерия Стьюдента (α=0,05) для определения статистически значимых различий в средних значениях. Кроме того, данные обработанного вещества сравнивали с данными положительного контроля (D).
<b>Таблица 10 </b>Средняя Δ жизнеспособности (Vf<sub>(обработанный)</sub> - Vf<sub> (необработанный)</sub>) в тесте HSSF для обработанного и необработанного полоксамера тестируемых партий.
Номер партии
Средняя жизнеспособность @ 3 часа (%), необработанный
Средняя жизнеспособность @ 3 часа (%), обработанный
<i>P </i>значение
Необработанный x Обработанный
G
78,7
91,4
< 0,0001*
E
92,2
95,1
0,2490
F
79,3
89,8
< 0,0006*
H
67,9
91,8
<0,0001*
D
87,8
-
-
[0164]
При уровне значимости равном 0,05, сравнения средних между необработанными некачественными партиями полоксамера и положительной контрольной партией (D) продемонстрировали существенные различия (таблица 10). После термообработки все партии показали намного лучшие характеристики, чем положительная контрольная партия, за исключением Н, для которой характеристики были сопоставимы. Партия E, качественная партия, имела значение р> 0,05, что указывает на ее эффективность, которая существенно не отличалась от положительной контрольной партии. Тем не менее, термообработанный полоксамер из партии Е значительно более эффективен в тесте HSSF, чем положительный контроль (Р-значение=0,0005), демонстрируя то, что процесс термообработки улучшает уже соответствующую требованиям партию.
[0165]
фиг. 10
фиг. 10
Данные результаты показаны на , которая отображает обработанные и необработанные данные каждой партии по сравнению с установленными данными положительного контроля. Например, на показано, что для некачественной партии G, необработанной G, положительной контрольной качественной партии D и термообработанной G отмечены статистические различия с термообработанной партией G, показывающей существенно повышенную жизнеспособность, по сравнению или с положительным контролем качественной партией (D), или с необработанной некачественной партией G.
[0166]
Основываясь на этом анализе, процесс термообработки признавали успешным в тех случаях, когда обнаруживали улучшение на 18% по сравнению с необработанным веществом. Более того, обрабатываемое вещество имело по меньшей мере такие же хорошие характеристики, как, в общем, положительная контрольная партия, используемая в данных экспериментах.
[0167]
Термическая обработка некачественных партий полоксамера до применения в клеточной культуральной среде представляет собой эффективный способ повышения его свойств защиты клеток. Термическая обработка была эффективна в широком диапазоне температур и периодов инкубации; однако, чем ниже температура, тем дольше время, необходимое для обработки. Этот процесс был устойчивым, демонстрируя схожие результаты по нескольким партиям полоксамера, и воспроизводимым. В то время как результаты, представленные в данном документе, были получены в экспериментах, проведенных в сушильном шкафу, поэтому данный процесс можно перенести на более масштабное оборудование. Процесс термической обработки, описанный в данном документе, можно перенести на любой способ обработки, который обеспечит последовательное нагревание полоксамера в течение требуемого времени при нужной температуре.
Пример 11: Статистический анализ экспериментальных данных ПЭ
[0168]
Примеры, описанные выше, демонстрируют влияние термообработанного полоксамера на последующие характеристики культуры клеток (например, жизнеспособность клеток). Затем были проведены расчеты для получения передаточной функции, которая представляет собой математическую модель для выходных данных (жизнеспособность на 3 час в модели встряхиваемой колбы) в зависимости от двух зависимых переменных (температура и время).
[0169]
Экспериментальные данные ПЭ (описанные в таблице 12), собранные из экспериментов сушильном шкафу с температурой и временем, как переменными, были проанализированы в Minitab регрессионным методом поверхности отклика. Известную некачественную партию полоксамера (G), которую подвергали термической обработке в плане эксперимента ПЭ и тестировали в модели с большим сдвиговым усилием к встряхиваемой колбе, использовали как заменитель, обеспечивающий защиту от разрушения. Более высокая жизнеспособность в конце 3-часового теста показывала более высокую эффективность полоксамера. Подобным же образом была выполнена оценка партии полоксамера, который был обработан с целью улучшения свойств по сравнению с необработанным образцом (отрицательный контроль). Для того, чтобы учесть изменчивость внутри партии, наблюдаемую в некачественных партиях, среднюю конечную жизнеспособность по шести контрольным группам G использовали в качестве исходного уровня для расчета процентов повышения жизнеспособности, наблюдаемых для каждого теста. Различия жизнеспособности (%) на 3 час в обработанных по сравнению с необработанными партиями (%) были переменными отклика. Результаты показывают, что качество данной неэффективной партии может быть улучшено, если учитывать повышение жизнеспособности. Положительное изменение жизнеспособности до требуемого уровня жизнеспособности (обработанная партия-необработанная партия) может быть достигнуто при различных температурных и временных обработках.
[0170]
Анализ был выполнен с изменением в жизнеспособности (обработанная партия- необработанная партия) после 3 часов. Так как средняя конечная жизнеспособность одной из малоэффективных партий G, изученной в условиях стресса, составила 79,7+/-5,0%, то повышение на 10% или 20% жизнеспособности была предназначено для контурного графика и для установления минимальной продолжительности термообработки при заданной температуре. Следует также отметить, что для другой некачественной C наблюдались более низкие уровни жизнеспособности (44,8+/-7,8%), по сравнению с таковыми для G, которые ожидать по отношению к необработанному контролю. Таким образом, >35% повышение жизнеспособности для C можно ожидать в условиях, когда 20% увеличение было достигнуто для партии G. Данные результаты указывают на то, что существует линейный эффект температуры и времени, взаимодействия температуры и времени. Условия в моделях являются статистически значимыми при 95% уровне достоверности с р-значением <0,05. Определение оптимального рабочего диапазона и параметров в модели представляют собой неожиданные и новые результаты.
<b>Таблица 12</b>Массив данных для термообработанной партии G
Номер партии
Время, мин
Температура,C
Жизнеспо-собность @ 3 часа
Повышение жизнеспособности (по сравнению с необработанным контролем, среднее) %
G
1
110
74,9
-4,77
G
5
140
77,05
-2,62
G
10
170
88,9
9,23
G
30
185
89,5
9,83
G
60
155
88,65
8,98
G
120
125
82,25
2,58
G
10
140
91,3
11,63
G
1
155
93,6
13,93
G
30
140
95,5
15,83
G
120
185
95,85
16,18
G
1
185
93,9
14,23
G
5
155
92,6
12,93
G
10
125
73,4
-6,27
G
30
110
51,9
-27,77
G
60
140
93,7
14,03
G
120
170
82,6
2,93
G
60
110
82,1
2,43
G
120
140
95,9
16,23
G
1
140
68,5
-11,17
G
5
170
94,5
14,83
G
10
185
95,6
15,93
G
30
155
95,2
15,53
G
60
125
68,15
-11,52
G
120
110
94,75
15,08
G
1
140
91,5
11,83
G
30
140
89,5
9,83
G
30
140
90
10,33
G
1
155
90,8
11,13
G
1
155
90,7
11,03
G
30
155
89,5
9,83
G
1
170
90,6
10,93
G
30
170
89,4
9,73
G
120
60
77,2
-2,47
G
120
80
74,7
-4,97
Модель HSSF выполняли в двух повторностях
[0171]
Для анализа использовали программное обеспечение Minitab версии 17.1 (Minitab.com, Государственный колледж, Пенсильвания). Анализ проводили на основе регрессионного анализа (RSRegress). Регрессию поверхности отклика использовали для анализа повышения жизнеспособности (по сравнению с необработанной партией) в зависимости от времени (мин) и температуры (°C).
[0172]
Дисперсионный анализ, итоговая модель и закодированные коэффициенты, представлены ниже в таблицах 13-15.
<b>Таблица 13</b>Дисперсионный анализ
Источник
Число степеней свободы
Скоррект. сумма квадратов
Скоррект. средние квадраты
F-значе-ние
P-значе-ние
Модель
5
1666,90
333,38
5,29
0,002
Линейный
2
1369,54
684,77
10,87
0,000
Время, мин
1
484,39
484,39
7,69
0,010
Темп., °C
1
1356,83
1356,83
21,54
0,000
Квадрат
2
203,14
101,57
1,61
0,217
(Время, мин)<sup>2</sup>
1
12,47
12,47
0,20
0,660
(Температура, C)<sup>2</sup>
1
201,47
201,47
3,20
0,085
взаимодействие двух факторов
1
432,89
432,89
6,87
0,014
(Время, мин)*(Температура, C)
1
432,89
432,89
6,87
0,014
Ошибка
28
1764,05
63,00
Потеря согласия
22
1455,72
66,17
1,29
0,403
Чистая ошибка
6
308,33
51,39
Общая
33
3430,94
<b>Таблица 14 </b>Итоговая модель
<u>S</u>
<u>R-квадрат</u>
<u>R-квадрат (скорректированный)</u>
<u>r-квадрат (пред.)</u>
7,93736
48,58%
39,40%
8,41%
Таблица 15.
Закодированные коэффициенты
Условие
Эффект
Коэф.
СО коэф.
T-значе-ние
P-значе-ние
Величина отражающая мульти-коллине-арность
Константа
1,59
3,01
0,53
0,602
Время, мин
16,01
8,01
2,89
2,77
0,010
2,49
Темп., °C
41,89
20,94
4,51
4,64
0,000
2,31
(Время, мин)<sup>2</sup>
3,32
1,66
3,73
0,44
0,660
1,08
(Температура, C)<sup>2</sup>
-22,36
-11,18
6,25
-1,79
0,085
2,37
(Время, мин)*(Температура, C)
-24,78
-12,39
4,73
-2,62
0,014
2,22
[0173]
2
2-
Основываясь на этих результатах, уравнение регрессии (в некодированных единицах) определено как: Повышение жизнеспособности (по сравнению с необработанной партией), %=-113,5+0,486*(время, мин)+1,238*(температура, C)+0,00047*(время, мин)-0,00286*(температура, C)0,00333*(время, мин)*(температура, C)
[0174]
Передаточная функция, показанная выше, предсказывает повышение жизнеспособности для партии G по сравнению с необработанным контролем в зависимости от температуры термообработки и продолжительности. Она также содержит члены второго порядка с участием температуры и времени и их взаимодействием. Используя описанную выше модель, ожидаемая жизнеспособность для тестового примера (не полученного эмпирически) может быть получена. Предсказывание выходных данных образца показано ниже для тестовых условий в 157°C и 1 минуту:
Повышение жизнеспособности=-113,5+(0,486*1)+(1,238*157)+0,00047*1^2)-(0,00286*157^2)-(0,00333 *1*157)=10,3%
[0175]
фиг. 11
Экспериментальные данные использовали для создания контурного графика, показанного на (эмпирические данные, приведенные в черных кругах). Опираясь на созданную модель регрессии, математически может быть выведено 5 точек.
[0176]
Во-первых, отклик на обработку можно разделить на три температурные зоны (157°С-185°С), (134°С-157°С) и (60°С-134°С).
[0177]
Во-вторых, в зоне высоких температур в 157°C-185°C, жизнеспособность от 1 до 20% может быть повышена минимальной 1-минутной термической обработкой термообработанных партий.
[0178]
В-третьих, в средней температурной зоне в 134°C-157°С, жизнеспособность от 1 до 10% может быть повышена минимальной 1-минутной термической обработкой термообработанных партий. Жизнеспособность может быть повышена до 20% при минимальной продолжительности термообработки в течение 120 минут.
[0179]
фиг. 11
В-четвертых, в зоне низких температур в 60°С-134°С, жизнеспособность термически обработанных партий может быть повышена до 10% в течение 140-минутной термообработки. Жизнеспособность может быть повышена до 20% при минимальной продолжительности термообработки в 164 минуты. Следует отметить, что промежутки времени, описанные для зон средних и низких температур, являются упрощенными общими указаниями. Например, как показано на , температуры в 60°C, 80°C, 120°C в пределах зоны с низкой температурой требуют 164 минуты, 147 минут и 115 минут, соответственно, чтобы достичь по меньшей мере повышения жизнеспособности на 10%. Примерные значения приведены ниже в таблице 16.
<b>Таблица 16 </b>Примерные температуры, промежутки времени и соответствующие повышения жизнеспособности
Температурный диапазон, °С
Минимальное время, необходимое для повышения до светло-серой зоны (1-10%), мин
Минимальное время, необходимое для повышения до темно-серой зоны (10-20%), мин
Минимальное время, необходимое для повышения до темно-серой зоны (>20%), мин
60
143
164
186
80
122
147
175
100
98
132
166
120
62
115
162
134
1
102
163
157
1
1
н.д.
185
1
1
н.д.
[0180]
В-пятых, модель, приведенная выше, была получена из данных, полученных с партией G. Так как необработанный контроль имел более высокую базовую жизнеспособность в 79%, то повышение жизнеспособности может быть реализовано максимум до 20%. Тем не менее, для партий, таких как C, где необработанная партия имела намного более низкую жизнеспособность в 45%, может быть достигнуто более высокое повышение уровней. Например, в зоне средних температур 134°C -157°C, для партии C, жизнеспособность может быть повышена на 42% в течение 15-минутной термообработки. Наблюдаемые различия в характеристиках между партиями С и G приведены ниже в таблице 17.
<b>Таблица 17 </b>Итоговая эффективность C и G
C
G
<i>Параметр</i>
<i>Жизнеспособность для образца (%) @3 часа</i>
<i>Параметр</i>
<i>Жизнеспособность для образца (%) @3 часа</i>
Среднее
44,8
Среднее
79,7
Стандартное отклонение
7,4
Стандартное отклонение
5,0
N
6
N
6
[0181]
Таким образом, желаемый результат термической обработки является более выраженным в партиях, таких как С. Полный массив данных, установленных для данной партии, не может быть получен из-за отсутствия сырья для запуска полного набора экспериментов. G представляет собой крайне неэффективную партию и модель, определенную выше, можно считать консервативной. Данные, полученные с помощью партий C и G, показывают, что термообработка полоксамера может улучшить свойства других партий полоксамера, не исследуемых в данном документе. Улучшение свойств может зависеть от времени и температуры, как описано выше. Описанные выше результаты показывают, что повышение температуры сокращает продолжительность термообработки, необходимую для улучшения свойств полоксамера, и что более низкие температуры могут быть использованы для улучшения свойства полоксамера за более длительные периоды. Не желая быть привязанными к теории, считается, что точный процент повышения жизнеспособности, наблюдаемый после термической обработки, будет зависеть от исходных условий жизнеспособности, наблюдаемых для конкретной партии полоксамера перед термообработкой.