Ambr® 250の高通量並列バイオリアクターを用いてmAb生産のためのCHO細胞培養のプロセスマッピングと最適化研究
A Bordoloi1,2, F Talebnia Rowshan3,4
1Department of Sustainable Chemical, Biological and Materials Engineering, University of Oklahoma, Norman, 73019, USA.
Bioprocess and biosystems engineering
|August 30, 2025
まとめ
Ambr®250バイオリアクターによる中国ハムスター卵巣細胞培養の最適化により,モノクローナル抗体 (mAb) の発現が加速されました. 種まき密度や給餌率などの重要なパラメータが精製され, mAb タイターが大幅に増加し,タイムラインが短縮されました.
科学分野:
- バイオテクノロジー
- 生物処理工学
- 哺乳類の細胞培養
背景:
- モノクローナル抗体 (mAb) の発達の加速は,患者の治療への適時なアクセスを確保するために極めて重要です.
- 中国ハムスター卵巣 (CHO) 細胞は,mAbの生成の主な宿主です.
- ハイ・スループット (HTP) バイオリアクターのシステムは,プロセスの最適化のための正確な制御を提供します.
研究 の 目的:
- CHO細胞でmAbの生産を向上させるために,重要なプロセスパラメータ (CPP) を最適化します.
- 効率的なプロセス開発のためにAmbr®250 HTPバイオリアクターシステムを活用する.
- 早期のバイオプロセスの開発を加速するための枠組みを確立する.
主な方法:
- CPPを特定するための体系的なマッピングアプローチ.
- Ambr®250バイオリアクターにおける中央複合設計 (CCD)
- パラメータ最適化のための応答表面の方法論.
主要な成果:
- 種子密度 (SD) と餌率 (FR) が mAb タイターに有意な影響を及ぼすことが判明した.
- 最適な条件は,SD > 1x10^6細胞/mLとFR > 2%Vc/日と決定された.
- 細胞の生存能力と生産性を維持しながら,最大5g/Lの高いmAbタイターを達成した.
結論:
- SDとFRの最適化された動作範囲は,mAbの生産効率を高めます.
- Ambr®250プラットフォームは,加速されたプロセス開発とスケーラブルな製造を促進します.
- 生産性の向上とコスト削減により 患者さんが 生物学的治療薬を利用できるようになります
関連する概念動画
Bioreactor Controls-II
76
In aerobic fermentations, oxygen is vital for microbial growth and metabolite production. Since air comprises only about 20% oxygen and the gas is poorly soluble in water—just 9 ppm at 20°C—supplying sufficient oxygen becomes a critical challenge, especially in high-demand processes like yeast growth or citric acid production. Even a fully saturated broth may offer only a few seconds of oxygen availability.To address this, sterile or scrubbed air is introduced into the...
76
Bioreactor Controls-III
67
Strain improvement is a foundational strategy in industrial microbiology aimed at maximizing microbial productivity, particularly because natural isolates typically yield commercially valuable products in very low concentrations. Although optimizing the culture medium and environmental conditions can improve yields, these adjustments are inherently limited by the organism’s genetic potential. As a result, the focus shifts toward genetic modifications to enhance biosynthetic capacity. The...
67
Designing Growth Media for Bioreactors
78
Growth media provide essential nutrients that support cell growth and metabolism, thereby enhancing the yield of valuable products such as enzymes, antibiotics, and biomass. Designing an effective growth medium involves balancing all components to prevent nutrient limitations or toxic excesses, both of which can impair growth and reduce product yields.Composition of a Typical Growth MediumA typical growth medium contains carbon and nitrogen sources, salts, vitamins, trace elements, and...
78
Scale-Up Processes
105
The scale-up of microbial fermentation processes is essential in industrial biotechnology, allowing the transition from laboratory-scale experiments to commercial-scale production while aiming to maintain product yield and quality. This process requires meticulous adjustment of equipment design, process parameters, and contamination control strategies to accommodate increasing culture volumes.At the laboratory scale, cultures are typically maintained in 1 to 10-liter glass or autoclavable...
105
Upstream Processing
97
Upstream processing represents a critical phase in biomanufacturing, wherein biological systems such as microorganisms, mammalian cells, or insect cells are cultivated to produce therapeutic proteins, vaccines, enzymes, or other biologically derived products. This phase encompasses all steps from the selection and genetic manipulation of the production organism to the cultivation of cells in bioreactors under tightly controlled environmental conditions.Host Selection and Genetic OptimizationThe...
97


