CHO工程细胞革命

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

  1、谷氨酰胺是细胞必须氨基酸；

  2、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唯一途径

  3、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

  4、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

  5、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

  6、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

  7、因此谷氨酰胺合成酶（GS）筛选法是目前行业生产蛋白药的首选技术平台

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。

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。

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77779193永利的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

  2. 遗传背景清晰

  3. 可追溯性强

  4. 生产稳定

  5. 兼容性好

  6. 商业授权灵活

  7. 全球认可

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