CHO工程细胞革命详解_曼博生物

Horizon Discovery CHO工程细胞系来源于ECACC（欧洲细胞库） CHO-K1 细胞，应用Horizon Discovery的重组腺相关病毒（rAAV）技术，通过同源重组的方式将GS基因（谷氨酰胺合成酶）第六外显子（酶催化活力必须元件）敲除，得到无谷氨酰胺合成酶的CHO-K1细胞系，进一步驯化为悬浮细胞，适应现有商业化学限定的无动物源性的培养基，从而得到稳定生产蛋白药/抗体药的CHO细胞系——CHO-K1 GS KO（HD-BioP3）。适用于生物药物、疫苗和诊断蛋白的生物制造。

 

谷氨酰胺合成酶（GS）缺失的CHO-K1设计原理

谷氨酰胺是细胞必需的氨基酸；谷氨酰胺合成酶 （GS） 是一种催化谷氨酸和氨产生谷氨酰胺的酶，是细胞中谷氨酰胺产生的一个途径；谷氨酰胺合成酶（GS）功能缺失的情况下，细胞依赖外源性谷氨酰胺存活

 

蛋氨酸硫氧胺（MSX）常被用于抑制谷氨酰胺合成酶（GS），然而蛋氨酸硫氧胺（MSX）具有毒性，在后期药物生产过程中是不能使用的，相比利用MSX进行的筛选，使用无谷氨酰胺合成酶（GS）的细胞能提高筛选的效率，提高蛋白产量，可实现一步筛选获得高产细胞克隆的目标

 

表达重组蛋白和外源的谷氨酰胺合成酶（GS）的质粒载体可稳定转染进无内源谷氨酰胺合成酶(GS)的细胞，去除对培养基中添加谷氨酰胺的依赖；通过无谷氨酰胺的培养基富集成功转染的阳性细胞，从而达到阳性细胞筛选的目的。因此谷氨酰胺合成酶（GS）筛选法是目前行业生产蛋白药的技术平台。

 

基因敲除功能验证

当转移到缺乏谷氨酰胺的培养基中时，野生型CHO细胞仍然存活，而GS-/-细胞无法存活。然而，当转移到补充了4mM谷氨酰胺的培养基中时，两个细胞系的生长速度相当。

 

悬浮驯化培养

细胞适应于在无动物源成分、化学成分明确的培养基中悬浮培养。在下面的示例中，当表达谷氨酰胺合成酶表达载体时，达到4x106/ml以上的活细胞密度。在5L生物反应器分批培养中保持了14天以上的高活性。

 

 

Horizon的GS敲除CHO K1细胞正在全球超过15个机构中进行独立评估。其中一些评估结果使得我们已经获得部分可用于分享的重组蛋白表达相关的细胞工艺开发数据，包括单克隆抗体和双特异性抗体。尽管现阶段在培养过程中仍在进行大量优化，但我们始终一直在收到超过预期的表达报告。

 

2021年10月份Horizon Discovery发布了新一代岩藻糖基化缺失的CHO细胞平台CHO-K1 ADCC+细胞系，可生产完全无岩藻糖基的抗体，增强对目标细胞的ADCC效应，进一步提高抗体药物在肿瘤/抗感染/自身免疫疾病方面的治疗效果。



 

CHO-K1 ADCC+细胞系是在我们的CHO-K1 GS-KO背景下通过消除细胞的天然岩藻糖基化活性而建立的，因此能够表达完全缺乏岩藻糖糖型的抗体和其他Fc融合蛋白。

 

已经证明抗体的Fc糖型上缺乏岩藻糖与增强的抗体依赖性细胞毒性（ADCC）效应功能活性相关，主要源于治疗分子与NK细胞FcγRIII受体（Fcγ受体III型）结合效率的提高。这种增强的ADCC活性抗体疗法特别适用于将NK细胞介导的细胞杀伤活性作为所追求的主要作用模式场景。

 

通过去除岩藻糖，使用ADCC增强疗法可提高效力，并通过增加其治疗窗口，有助于减少剂量需求，有望减少患者的副作用。

 

这种增强的ADCC活性在抗体和其他生物治疗中得到了积极的追求，在从肿瘤学到传染病，以及最近的自身免疫性疾病的多种治疗应用中。事实上，除了制备缺乏岩藻糖的抗体提高抗肿瘤活性这一经典改良方法外，ADCC活性在治疗病毒性传染病方面的应用也得到了新的重视，这在当今抗冠状病毒疗法以及抗流感、SARS或埃博拉疗法的发展中尤为重要。

 

Horizon CHO细胞平台的主要特征

1. 知识产权明确：覆盖质粒，细胞，基因编辑技术，无后顾之忧

2. 遗传背景清晰：基因工程技术路线成熟，位点特异，全基因组测序结果公开

3. 可追溯性强：生产历史清晰，外源致病因子/GS功能/病毒检测完善，cGMP保存记录标准完整

4. 生产稳定：在无需任何优化的情况下混合克隆1~1.5克/升以上，单克隆2~3克/升以上，优化后表现可达7~9克/升

5. 兼容性好：无绑定销售，适应于多种商业化的、化学定义的、无动物成分的培养基

6. 商业授权灵活：多种授权方式，支持与CRO/CDMO合作

7. 全球认可：全球100多家药物研发机构授权使用，15个药物获批美国FDA IND申报（2018年第一个）

 

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