EA042536B1 - GETTING PROTEIN - Google Patents

GETTING PROTEIN Download PDF

Info

Publication number
EA042536B1
EA042536B1 EA201791424 EA042536B1 EA 042536 B1 EA042536 B1 EA 042536B1 EA 201791424 EA201791424 EA 201791424 EA 042536 B1 EA042536 B1 EA 042536B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
protein
extraction
heat treatment
host cells
buffer
Prior art date
Application number
EA201791424
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Филип Бассетт
Ричард ДЭВИС
Элена Гонсалес
Марк Пирс-Хиггинз
Original Assignee
Юсб Биофарма Спрл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юсб Биофарма Спрл filed Critical Юсб Биофарма Спрл
Publication of EA042536B1 publication Critical patent/EA042536B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к способу получения белка, экспрессированного в клеткехозяине; более конкретно, изобретение относится к способу получения белка, который приводит к получению белка, имеющего пониженное содержание родственных примесей.The present invention relates to a method for obtaining a protein expressed in a host cell; more specifically, the invention relates to a method for producing a protein that results in a protein having a reduced content of related impurities.

Уровень техники, к которому относится изобретениеThe state of the art to which the invention relates

В области терапевтических средств всегда имело место и обладало важностью применение белков и антител, а также, в частности, полученных из антител молекул, и, следовательно, одновременно с этим развивалась потребность в контролируемом способе их получения. Коммерциализация терапевтических белков требует их получения в большом количестве. С этой целью белок часто экспрессируют в клеткехозяине с его последующим восстановлением и очисткой, предшествующими его переводу в применяемую форму.In the field of therapeutics, the use of proteins and antibodies, and in particular of molecules derived from antibodies, has always been and has been of importance, and therefore, at the same time, the need for a controlled method for their production has developed. The commercialization of therapeutic proteins requires their production in large quantities. To this end, the protein is often expressed in a host cell, followed by reduction and purification prior to being converted into a usable form.

В зависимости от белка, которому предстоит экспрессирование, выбираемая клетка-хозяин может представлять собой клетку-хозяина млекопитающего, часто клетку СНО (яичника китайского хомячка) или бактериальную клетку-хозяина. В первом случае белок обычно экстрагируется в надосадочную жидкость клеточной культуры, которую восстанавливают, и раствор далее подвергают процедуре очистки белка.Depending on the protein to be expressed, the host cell of choice may be a mammalian host cell, often a CHO (Chinese Hamster Ovary) cell or a bacterial host cell. In the first case, the protein is usually extracted into the cell culture supernatant, which is reconstituted and the solution is further subjected to a protein purification procedure.

В случае когда клетка-хозяин представляет собой грамотрицательную прокариотическую клетку, часто предпочтительная экспрессирующая система включает только что синтезированный белок, аккумулируемый в ней и экстрагируемый из периплазматического пространства. В этом случае после достижения желаемого уровня экспрессии белка именно клетки собирают и подвергают обработке. Белок далее восстанавливают посредством подвергания собранных клеток процессу экстракции белка, который включает высвобождение белка из периплазмы в раствор с последующим удалением клеточного детрита и прочих примесей. Эти стадии с момента сбора клеток до высвобождения белка обычно включены в понятие того, что называют первичным восстановлением. Полученный раствор, содержащий белок, далее подвергают процедуре очистки белка. Предпочтительные грамотрицательные прокариотические клетки, применяемые для периплазматической экспрессии, в целом представляют собой штаммы Escherichia coli или клетки Pseudomonas fluorescens.In the case where the host cell is a gram-negative prokaryotic cell, the often preferred expression system includes the newly synthesized protein accumulated therein and extracted from the periplasmic space. In this case, after reaching the desired level of protein expression, it is the cells that are harvested and processed. The protein is further recovered by subjecting the harvested cells to a protein extraction process, which involves releasing the protein from the periplasm into solution, followed by removal of cellular debris and other impurities. These steps from cell harvest to protein release are usually included in what is referred to as primary recovery. The resulting protein containing solution is then subjected to a protein purification procedure. Preferred Gram-negative prokaryotic cells used for periplasmic expression are in general strains of Escherichia coli or Pseudomonas fluorescens cells.

Восстановление гетерологичного белка, экспрессированного в прокариотической клетке-хозяине во время первичной экстракции из периплазматического пространства часто представляет собой проблему. В этом направлении в известном уровне техники описаны различные способы. Например, в заявке US 5655866 описано применение тепловой обработки для облегчения последующей экстракции функциональных Fab' фрагментов антител. В заявке WO 2006/054063 описано включение нелизирующей обработки в комбинации с тепловой обработкой на стадии первичной экстракции. В заявке 2005/019466 описано включение стадии прерывания после стадии ферментации, но перед экстракцией. В заявке US 2013/0060009 описана коррекция рН образцов перед их тепловой обработкой во время стадии экстракции.Recovery of a heterologous protein expressed in a prokaryotic host cell during primary extraction from the periplasmic space is often a problem. In this direction, various methods are described in the prior art. For example, US Pat. No. 5,655,866 describes the use of heat treatment to facilitate subsequent extraction of functional Fab' antibody fragments. WO 2006/054063 describes the inclusion of a non-lyzing treatment in combination with heat treatment in the primary extraction step. Application 2005/019466 describes the inclusion of an interruption step after the fermentation step but before extraction. US 2013/0060009 describes adjusting the pH of samples prior to their heat treatment during the extraction step.

Несмотря на это другой значительной проблемой является высокая концентрация примесей, присутствующих после первичной экстракции, что повышает нагрузку на последующие стадии очистки и общую эффективность всего процесса очистки. Эти примеси могут иметь форму клеточного детрита, белков клетки-хозяина (НСР), ДНК или родственных примесей, таких как процессированные формы экспрессированных продуктов, агрегаты или другие модифицированные формы, такие как дезамидированные, изомеризованные, оксидированные и другие конъюгированные формы. Среди них продукты деградации рекомбинантного белка, также называемые родственными примесями, часто вызывают наибольшие затруднения для удаления во время процесса экстракции нагреванием и первичного восстановления, поскольку они имеют сходные с целевым белком физико-химические свойства, такие как температура плавления (Tm).Despite this, another significant problem is the high concentration of impurities present after the primary extraction, which increases the burden on subsequent purification steps and the overall efficiency of the entire purification process. These impurities may be in the form of cellular debris, host cell proteins (HCPs), DNA, or related impurities such as processed forms of expressed products, aggregates, or other modified forms such as deamidated, isomerized, oxidized, and other conjugated forms. Among them, recombinant protein degradation products, also called related impurities, are often the most difficult to remove during the heat extraction and primary reduction process because they have similar physicochemical properties to the target protein, such as melting point (Tm).

Хотя конечный раствор белка, полученный после экстракции, далее будет подвергнут процессу очистки белка, степень чистоты этого раствора влияет на общую эффективность и затраты, ассоциированные со стадиями очистка и, таким образом, на получение терапевтического белка в целом. Конкретно родственные примеси влияют на профиль качества конечного продукта, контроль которого является в частности важным для постоянства в различных партиях.Although the final protein solution obtained after extraction will then be subjected to the protein purification process, the purity of this solution affects the overall efficiency and costs associated with the purification steps and thus the production of the therapeutic protein as a whole. Specifically related impurities affect the quality profile of the final product, the control of which is particularly important for consistency across batches.

По этой причине в области техники сохраняется потребность в способах, которые улучшают удаление примесей в процессе экстракции белка из культуры клеток.For this reason, there remains a need in the art for methods that improve the removal of contaminants during protein extraction from cell culture.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 показан редокс-потенциал и температурные профили экстрактов. Как можно заметить, поддержание подачи слоя азота во время стадии тепловой обработки поддерживает низкие показатели редокс-потенциала на всем протяжении, где минимум составляет приблизительно -435 мВ и обычно составляет -375 мВ при поддержании температуры 59°C. Сходный низкий редокс-потенциал наблюдается при барботировании азота. Когда на буфер, содержащий клетки-хозяева, подают воздух вместо азота, можно заметить, что величины редокс-потенциала значительно повышаются во время экстракции на стадии нагревания и становятся положительными (обычно приблизительно равны +45 мВ) при поддержании температуры 59°C. Сходный высокий редокс-потенциал наблюдают при барботировании воздуха. Барбо- 1 042536 тирование газа переводят на подачу слоя по ходу экстракции по причине наблюдаемых высоких уровней пенообразования.In FIG. 1 shows the redox potential and temperature profiles of the extracts. As can be seen, maintaining the nitrogen layer during the cooking step maintains low redox values throughout, where the minimum is approximately -435 mV and is typically -375 mV while maintaining a temperature of 59°C. A similar low redox potential is observed with nitrogen bubbling. When the buffer containing the host cells is supplied with air instead of nitrogen, it can be seen that the redox potential values rise significantly during extraction during the heating step and become positive (typically approximately +45 mV) while maintaining the temperature at 59°C. A similar high redox potential is observed with air bubbling. The gas bubbling is converted to a bed in the course of the extraction due to the observed high levels of foaming.

На фиг. 2 показан электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (ДСН-ПААГ, SDS-PAGE) образцов, полученных после экстракции. Полоса М отображает стандартные маркеры молекулярной массы (Mark 12, Invitrogen). Полоса 1 представляет собой эталонный стандарт анти-ФНО (TNF) альфа Fab'. Полоса 2 представляет собой DsbC стандарт (протеиндисульфидизомераза). Линия 3 представляет собой образец после экстракции, где во время экстракции применяют подачу слоя азота. Линия 4 представляет собой образец после экстракции, где во время экстракции применяют подачу воздуха. Линия 5 представляет собой образец после экстракции, где во время экстракции через образец барботируют азот. Линия 6 представляет собой образец после экстракции, где во время экстракции через образец барботируют воздух. Фигура демонстрирует, что в присутствии азота восстанавливающих условий во время процесса экстракции нагреванием достаточно для обеспечения значительно снижения концентрации родственных примесей по сравнению с экстракциями, проводимыми в присутствии воздуха.In FIG. 2 shows sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of samples obtained after extraction. Lane M represents standard molecular weight markers (Mark 12, Invitrogen). Lane 1 is the reference standard for anti-TNF (TNF) alpha Fab'. Lane 2 is the DsbC standard (protein disulfide isomerase). Line 3 is a post-extraction sample where a nitrogen blanket is applied during extraction. Line 4 represents the sample after extraction, where air is applied during extraction. Line 5 represents the sample after extraction, where nitrogen is bubbled through the sample during extraction. Line 6 represents the sample after extraction, where air is bubbled through the sample during extraction. The figure demonstrates that in the presence of nitrogen, the reducing conditions during the heat extraction process are sufficient to provide a significant reduction in the concentration of related impurities compared to extractions carried out in the presence of air.

На фиг. 3 показано общее количество фрагментов Fab', выражаемое в % от всех родственных соединений, что измеряют при помощи катионообменной (СЕХ) (высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ, HPLC) после очистки белка L. Можно наблюдать очевидный эффект, который оказывает подача слоя азота на очистку от родственных примесей. В экстракте #8, где подача слоя азота не применяется, имеется более высокая концентрация родственных примесей. С другой стороны, фигура также предполагает, что скорость подачи слоя азота может оказывать влияние на очистку от этих примесей при сравнении экстрактов 1 и 2, а также 7 и 8.In FIG. 3 shows the total number of Fab' fragments, expressed as % of all related compounds, as measured by cation exchange (CEX) (high performance liquid chromatography (HPLC, HPLC) after purification of protein L. One can observe the obvious effect that the supply of a layer of nitrogen on purification from related impurities.Extract #8, where the nitrogen bed is not applied, has a higher concentration of related impurities.On the other hand, the figure also suggests that the speed of the nitrogen bed can affect the clearance of these impurities when comparing extracts 1 and 2 as well as 7 and 8.

На фиг. 4 показано общее количество фрагментов Fab', выражаемое в % от всех родственных соединений, что измеряют при помощи катионообменной ВЭЖХ после очистки белка L. Результаты снова демонстрируют преимущество присутствия азота, что приводит к значительному снижению концентраций родственных примесей, сохраняющихся после экстракции нагреванием. Дополнительный благоприятный эффект получают при коррекции рН, проводимой перед экстракцией нагреванием, поскольку оказывается, что концентрации родственных примесей дополнительно снижаются по сравнению с предыдущими примерами.In FIG. 4 shows the total number of Fab' fragments, expressed as % of all related compounds, as measured by cation exchange HPLC after purification of protein L. The results again demonstrate the advantage of the presence of nitrogen, which leads to a significant reduction in the concentrations of related impurities remaining after extraction by heating. An additional beneficial effect is obtained by adjusting the pH before the extraction by heating, since it appears that the concentrations of related impurities are further reduced compared to the previous examples.

На фиг. 5 показана конечная точка измерения редокс-потенциала в зависимости от номинального объема встряхиваемой колбы. Эти результаты демонстрируют, что встряхиваемые колбы, которые изготавливают в присутствии подачи слоя азота, поддерживают более восстанавливающую среду экстракта по сравнению с колбами, которые изготавливают в присутствии воздуха. Фигура также демонстрирует, что колбы с большим номинальным объемом являются более восстанавливающими по сравнению с колбами, имеющими меньший номинальный объем, скорее всего по причине меньшей скорости окисления экстракта из-за меньшей площади поверхности при отсутствии корреляции с номинальным объемом.In FIG. 5 shows the end point of the measurement of the redox potential as a function of the nominal volume of the shake flask. These results demonstrate that shake flasks that are made in the presence of a nitrogen blanket maintain a more reducing extract environment compared to flasks that are made in the presence of air. The figure also shows that the larger nominal volume flasks are more reducing than the lower nominal volume flasks, most likely due to the slower rate of extract oxidation due to the smaller surface area, with no correlation with the nominal volume.

На фиг. 6 показано общее количество фрагментов Fab', выражаемое в % от всех родственных соединений, что измеряют при помощи катионообменной ВЭЖХ после очистки белка L. Эти результаты демонстрируют, что встряхиваемые колбы, которые изготавливают в присутствии азота, имеют значительно более низкие концентрации родственных примесей после экстракции. Все колбы, изготовленные в присутствии азота (диапазон конечной точки редокс-потенциала от -10 до -116 мВ), демонстрируют значительно более низкие концентрации родственных примесей по сравнению со всеми колбами, приготовленными в присутствии воздуха (диапазон конечной точки редокс-потенциала от +79 до +97 мВ).In FIG. 6 shows the total number of Fab' fragments, expressed as % of all related compounds, as measured by cation exchange HPLC after purification of protein L. These results demonstrate that shake flasks, which are made in the presence of nitrogen, have significantly lower concentrations of related impurities after extraction. . All flasks prepared in the presence of nitrogen (ROP endpoint range of -10 to -116 mV) show significantly lower concentrations of related impurities compared to all flasks prepared in the presence of air (ROP endpoint range of +79 up to +97 mV).

На фиг. 7 показано влияние рН и восстанавливающей среды на Tm очищенных Fab' фрагментов. Фигура демонстрирует результаты определения термостабильности для двух главных соединений родственных примесей. Продемонстрирована корреляция между редокс-потенциалом и термостабильностью (температурой плавления); чем ниже редокс-потенциал, тем ниже температура плавления белка. Сходный эффект можно описать для рН, когда его значение становится более нейтральным. Оба показателя обеспечивают большую склонность родственных примесей к деградации, таким образом облегчая их удаление.In FIG. 7 shows the effect of pH and reducing medium on the Tm of purified Fab' fragments. The figure shows the results of determining the thermal stability for the two main compounds of related impurities. A correlation has been demonstrated between the redox potential and thermal stability (melting point); the lower the redox potential, the lower the melting point of the protein. A similar effect can be described for pH as it becomes more neutral. Both indicators provide a greater propensity for related impurities to degrade, thus facilitating their removal.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Настоящее изобретение решает обозначенную выше потребность в предоставлении нового способа для получения белка, где белок экспрессируется в клетке-хозяине. В частности, настоящее изобретение предоставляет способ, подходящий для промышленного получения.The present invention addresses the need outlined above for providing a new method for producing a protein, wherein the protein is expressed in a host cell. In particular, the present invention provides a method suitable for industrial production.

В первом варианте осуществления изобретение предоставляет способ получения белка, представляющего интерес, где указанный белок экспрессируется в клетке-хозяине, включающий культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, способствующих тому, что они экспрессируют указанный белок;In a first embodiment, the invention provides a method for producing a protein of interest, wherein said protein is expressed in a host cell, comprising: culturing said host cells under conditions that cause them to express said protein;

сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости;collecting host cells from the culture fluid;

добавление буфера к клеткам-хозяевам; и подвергание клеток-хозяев в буфере тепловой обработке, где редокс-потенциал буфера поддерживают ниже 0 мВ во время указанной стадии тепловой обработки.adding buffer to host cells; and subjecting the host cells to the heat treatment buffer, wherein the redox potential of the buffer is maintained below 0 mV during said heat treatment step.

В конкретном варианте осуществления клетки-хозяева представляют собой прокариотические клетки, предпочтительно грамотрицательные бактерии. В другом варианте осуществления клетки-хозяеваIn a specific embodiment, the host cells are prokaryotic cells, preferably Gram-negative bacteria. In another embodiment, host cells

- 2 042536 представляют собой клетки E.coli или клетки Р. fluorescens. Прокариотические клетки-хозяева для экспрессии белков хорошо известны в области техники (Terpe, K. (2006), Overview of bacterial expression systems for heterologous protein production: from molecular and biochemical fundamentals to commercial systems, Appl. Microbiol. Biotechnol., 72, 211-222). Клетки-хозяева в соответствии с изобретением включают рекомбинантные клетки, которые были созданы при помощи генной инженерии для получения белка, представляющего интерес, такого как фрагмент антитела. Рекомбинантные клетки-хозяева E.coli можно получить от любого подходящего штамма E.coli, включая МС4100, TG1, TG2, DHB4, DH5a, DH1, BL21, K12, XLlBlue и JM109. Один пример представляет собой штамм E.coli W3110 (АТСС 27,325), штаммхозяин, часто применяемый для ферментации рекомбинантного белка. Фрагменты антитела также можно получать путем культивирования модифицированных штаммов E.coli, например, метаболических мутантов или штаммов E.coli, лишенных протеазы, таких как раскрытые в заявках WO 2011/086138, WO 2011/086139, WO 2011/086136 и WO 2013/007388, которые включены в данную заявку во всей полноте.- 2 042536 are E. coli cells or P. fluorescens cells. Prokaryotic host cells for protein expression are well known in the art (Terpe, K. (2006), Overview of bacterial expression systems for heterologous protein production: from molecular and biochemical fundamentals to commercial systems, Appl. Microbiol. Biotechnol., 72, 211 -222). Host cells according to the invention include recombinant cells that have been genetically engineered to produce a protein of interest, such as an antibody fragment. Recombinant E. coli host cells can be obtained from any suitable E. coli strain, including MC4100, TG1, TG2, DHB4, DH5a, DH1, BL21, K12, XLlBlue, and JM109. One example is E. coli strain W3110 (ATCC 27.325), a host strain often used for recombinant protein fermentation. Antibody fragments can also be obtained by culturing modified E. coli strains, such as metabolic mutants or E. coli strains lacking a protease, such as those disclosed in WO 2011/086138, WO 2011/086139, WO 2011/086136 and WO 2013/007388 which are incorporated herein in their entirety.

Белок, представляющий интерес, который можно очистить в соответствии со способами настоящего изобретения, обычно экстрагируют из периплазмы клетки-хозяина E.coli. Способы для направления белков в этот компартмент хорошо известны в области техники (Makrides, S.C. (1996), Strategies for achieving high-level expression of genes in Escherichia coli, Microbiol. Rev., 60, 512-538). Примеры подходящих сигнальных последовательностей для направления белков в периплазму E.coli включают сигнальные последовательности E.coli PhoA, OmpA, OmpT, LamB и OmpF.The protein of interest that can be purified according to the methods of the present invention is typically extracted from the periplasm of the E. coli host cell. Methods for targeting proteins to this compartment are well known in the art (Makrides, S.C. (1996), Strategies for achieving high-level expression of genes in Escherichia coli, Microbiol. Rev., 60, 512-538). Examples of suitable signal sequences for directing proteins to the E. coli periplasm include the E. coli PhoA, OmpA, OmpT, LamB and OmpF signal sequences.

Экспрессия рекомбинантного белка в клетках-хозяевах E.coli также может происходить под контролем индуцируемой системы, в результате чего экспрессия рекомбинантного антитела в E.coli находится под контролем индуцируемого промотора. Множество индуцируемых промоторов, подходящих для применения в E.coli, известны в области техники и в зависимости от экспрессии промотора рекомбинантного белка могут быть индуцированы при помощи различных факторов, таких как температура или концентрация определенного вещества в среде для роста. Примеры индуцируемых промоторов включают промоторы E.coli lac, tac, и trc, которые индуцируются лактозой или негидролизуемым аналогом лактозы, изопропил-В-D-1-тиогалактопиранозидом (ИПТГ, IPTG), а также phoA, trp и araBAD промоторы, которые индуцируются фосфатом, триптофаном и L-арабинозой соответственно. Экспрессия может быть индуцирована при помощи, например, добавления индуктора или изменения температуры, в случае когда индукция является температурозависимой. В случае когда индукция экспрессии рекомбинантного белка достигается добавлением индуктора к культуре, индуктор можно добавлять при помощи любого подходящего способа в зависимости от ферментационной системы и индуктора, например, при помощи однократного или многократных впрыскиваний или при помощи постепенного добавления индуктора через систему подачи. Специалистам должно быть ясно, что может иметься задержка между добавлением индуктора и непосредственной индукцией экспрессии белка, например, в случае когда индуктор представляет собой лактозу, может иметься задержка перед индукцией экспрессии белка, поскольку любой уже существующий источник углерода утилизируется до лактозы.Expression of the recombinant protein in E. coli host cells can also be under the control of an inducible system, whereby expression of the recombinant antibody in E. coli is under the control of an inducible promoter. A variety of inducible promoters suitable for use in E. coli are known in the art and, depending on the expression of the recombinant protein promoter, can be induced by various factors such as temperature or the concentration of a particular substance in the growth medium. Examples of inducible promoters include the E. coli lac, tac, and trc promoters, which are induced by lactose or the non-hydrolyzable lactose analog, isopropyl-B-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG, IPTG), and the phoA, trp, and araBAD promoters, which are induced by phosphate. , tryptophan and L-arabinose, respectively. Expression can be induced by, for example, adding an inducer or changing temperature, in case the induction is temperature dependent. In the case where induction of recombinant protein expression is achieved by adding the inducer to the culture, the inducer can be added by any suitable method depending on the fermentation system and the inducer, for example, by single or multiple injections, or by gradually adding the inducer through the supply system. It will be appreciated by those skilled in the art that there may be a delay between the addition of the inducer and the direct induction of protein expression, for example where the inducer is lactose there may be a delay before induction of protein expression as any already existing carbon source is utilized to lactose.

В качестве альтернативы белок, представляющий интерес, который можно очистить в соответствии со способами настоящего изобретения, экстрагируют из периплазмы P. fluorescens. Подходящие последовательности, которые направляют белки в периплазматический компартмент P. fluorescens, включают лидерные белки секреции sec-типа, как описано в области техники (D.M. Retallack et al., Transport of heterologous proteins to the periplasmic space of Pseudomonas fluorescens using a variety of native signal sequences, Biotechnol. Lett., 29 (2007), p. 1483-1491). Экспрессия белка, представляющего интерес, может находиться под контролем индуцируемой системы, где экспрессия находится под контролем индуцируемого промотора, как описано в предыдущем параграфе. В этом случае можно применять хорошо известные индукторы, такие как ИПТГ, и в качестве альтернативы индукторы, такие как бензоат антранилата, который индуцирует промоторы Pben509 и Pben278 соответственно, которые описаны в экспрессирующих системах P. fluorescens.Alternatively, a protein of interest that can be purified according to the methods of the present invention is extracted from the periplasm of P. fluorescens. Suitable sequences that target proteins to the periplasmic space of P. fluorescens include sec-type secretion leader proteins as described in the art (D.M. Retallack et al., Transport of heterologous proteins to the periplasmic space of Pseudomonas fluorescens using a variety of native signal sequences, Biotechnol Lett., 29 (2007), pp. 1483-1491). Expression of a protein of interest may be under the control of an inducible system, where expression is under the control of an inducible promoter, as described in the previous paragraph. In this case, well-known inducers such as IPTH can be used, and alternatively inducers such as anthranilate benzoate, which induces the Pben509 and Pben278 promoters, respectively, as described in P. fluorescens expression systems.

Прокариотические культуры клеток-хозяев (ферментации) можно культивировать в любой среде, которая поддерживает рост клеток-хозяев и экспрессию рекомбинантного белка. Среда может представлять собой любую среду с определенным химическим составом, такую как, например, описана для E.coli у Durany О. et al. (2004), Studies on the expression of recombinant fuculose-1-phosphate aldolase in Escherichia coli, Process. Biochem., 39, 1677-1684.Prokaryotic host cell cultures (fermentations) can be grown in any medium that supports host cell growth and recombinant protein expression. The medium may be any chemically defined medium such as, for example, described for E. coli in Durany O. et al. (2004), Studies on the expression of recombinant fuculose-1-phosphate aldolase in Escherichia coli, Process. Biochem., 39, 1677-1684.

Ферментация прокариотических клеток-хозяев может происходить в любой подходящей системе, например, в непрерывном, периодическом режиме или режиме периодического культивирования с подпиткой в зависимости от белка, который требуется получить. Периодический режим можно использовать с впрыскиваниями питательных веществ или индукторов при необходимости. В качестве альтернативы можно использовать культуру с подпиткой и культуры, выращенные в периодическом режиме перед индукцией при максимальной удельной скорости роста, которую можно поддерживать при помощи питательных веществ, изначально присутствующих в ферментере, и одного или более режимов подачи питательной среды, применяемых для контролирования скорости роста, до завершения ферментации. Режим периодического культивирования с подпиткой также можно использовать перед индукцией для контролирования метаболизма прокариотических клеток-хозяев и для обеспечения достижения более высокойFermentation of the prokaryotic host cells can take place in any suitable system, eg, continuous, batch or fed-batch mode, depending on the protein to be produced. Intermittent mode can be used with injections of nutrients or inducers as needed. Alternatively, a fed-batch culture and pre-induction batch cultures can be used at a maximum specific growth rate that can be maintained with nutrients initially present in the fermenter and one or more nutrient feed regimes applied to control the growth rate. until fermentation is complete. A fed-batch regimen can also be used prior to induction to control the metabolism of prokaryotic host cells and to ensure that a higher

- 3 042536 плотности клеток.- 3 042536 cell density.

Далее клетки-хозяева собирают из культуральной среды, например клетки-хозяева собирают из образца при помощи центрифугирования, фильтрации или концентрирования.The host cells are then harvested from the culture medium, eg host cells are harvested from the sample by centrifugation, filtration or concentration.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением стадия сбора клеток включает стадию центрифугирования и восстановления клеток. В конкретном предпочтительном варианте осуществления указанная стадия центрифугирования представляет собой непрерывное центрифугирование, при котором восстанавливается клеточная суспензия.In one embodiment of the method according to the present invention, the step of harvesting the cells includes the step of centrifuging and recovering the cells. In a particular preferred embodiment, said centrifugation step is a continuous centrifugation in which the cell suspension is reconstituted.

Для процессов культивирования прокариотической клетки-хозяина (например, Е.coli), где белок, представляющий интерес, такой как фрагмент антитела, обнаруживают в периплазматическом пространстве клетки-хозяина, необходимо высвобождение белка из клетки-хозяина. Высвобождения можно достичь при помощи любого подходящего способа или комбинации способов, таких как лизис клеток в результате механической обработки или воздействия давлением, воздействия циклов замерзанияоттаивания, осмотического шока, воздействия экстракционных средств или тепловой обработки. Такие способы экстракции для высвобождения белка хорошо известны в области техники. В способе настоящего изобретения экстракции белка достигают при помощи стадии тепловой обработки, т.е. поддержания образца при повышенной температуре в течение определенного периода времени.For culture processes of a prokaryotic host cell (eg, E. coli), where the protein of interest, such as an antibody fragment, is found in the periplasmic space of the host cell, release of the protein from the host cell is necessary. Release can be achieved by any suitable method or combination of methods, such as cell lysis by mechanical or pressure treatment, freeze-thaw cycles, osmotic shock, extraction agents, or heat treatment. Such extraction methods for protein release are well known in the art. In the process of the present invention, protein extraction is achieved by a heat treatment step, i.e. maintaining the sample at an elevated temperature for a specified period of time.

В соответствии со способом настоящего изобретения буфер добавляют к клеткам, собранным из культуральной жидкости, до стадии тепловой обработки. В конкретном варианте осуществления способа изобретения указанный буфер представляет собой 100 ммоль Трис и 10 ммоль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) при рН 7,4; в дополнительном варианте осуществления указанный экстрагирующий буфер представляет собой 75 ммоль Трис и 7,5 ммоль ЭДТК при рН 7,4, 200 ммоль Трис и 20 ммоль ЭДТК при рН 7,4 или 300 ммоль Трис и 30 ммоль ЭДТК при рН 7,4. В одном варианте осуществления изобретения буфер имеет рН, которая гарантирует, что рН образца составляет от 6 до 9, например рН от 6 до 8, до стадии тепловой обработки, как описано в заявке WO 2012/013930, которая включена в данную заявку во всей полноте. Предпочтительно указанный рН составляет от 6,5 до 8, от 6,8 до 7,8 или от 7 до 7,6.In accordance with the method of the present invention, the buffer is added to the cells collected from the culture fluid prior to the heat treatment step. In a specific embodiment of the process of the invention, said buffer is 100 mmol Tris and 10 mmol ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) at pH 7.4; in a further embodiment, said extraction buffer is 75 mM Tris and 7.5 mM EDTA at pH 7.4, 200 mM Tris and 20 mM EDTA at pH 7.4, or 300 mM Tris and 30 mM EDTA at pH 7.4. In one embodiment of the invention, the buffer has a pH that ensures that the pH of the sample is between 6 and 9, e.g. pH between 6 and 8, prior to the heat treatment step, as described in WO 2012/013930, which is incorporated herein in its entirety. . Preferably said pH is 6.5 to 8, 6.8 to 7.8 or 7 to 7.6.

Специалистам в области техники известны дополнительные подходящие буферы, описанные в области техники для применения с целью экстракции белка.Those skilled in the art are aware of additional suitable buffers described in the art for use in protein extraction.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления редокс-потенциал указанного буфера поддерживается ниже -100 мВ, ниже -200 мВ, ниже -300 мВ или ниже -400 мВ.In a further alternative embodiment, the redox potential of said buffer is maintained below -100 mV, below -200 mV, below -300 mV, or below -400 mV.

Редокс-потенциал окружающей среды является, в частности, важным для динамики дисульфидных связей между тиольными группами остатков цистеина, присутствующих в молекулах белков. После восстановления указанные дисульфидные связи разрываются, освобождая соответствующие тиольные группы (-SH). Молекулы антител имеют несколько дисульфидных связей, которые являются важными для поддержания их структуры и, таким образом, их биологической активности. Некоторые из этих дисульфидных связей являются более доступными для восстанавливающих и/или окислительных соединений, присутствующих в окружающей среде, чем другие, с учетом их позиции в молекуле и, таким образом, являются более подверженными разрыву.The redox potential of the environment is, in particular, important for the dynamics of disulfide bonds between the thiol groups of cysteine residues present in protein molecules. Upon reduction, these disulfide bonds are broken, releasing the corresponding thiol groups (-SH). Antibody molecules have several disulfide bonds that are important for maintaining their structure and thus their biological activity. Some of these disulfide bonds are more accessible to reducing and/or oxidizing compounds present in the environment than others, given their position in the molecule, and thus are more susceptible to rupture.

В отношении настоящего изобретения родственные примеси являются на самом деле фрагментами белка, представляющего интерес, и, таким образом, имеют меньший размер и более простую структуру. Без ограничений теорией можно сказать, что цистеиновые связи в указанных родственных примесях являются более доступными и, таким образом, более подверженными разрыву вследствие редокспотенциала окружающей среды.In relation to the present invention, related impurities are actually fragments of the protein of interest and thus have a smaller size and a simpler structure. Without being limited by theory, it can be said that the cysteine bonds in these related impurities are more accessible and thus more prone to rupture due to the redox potential of the environment.

Во втором варианте осуществления способа изобретения указанную тепловую обработку проводят в контейнере и указанный редокс-потенциал поддерживают путем снижения количества кислорода (О2), присутствующего в газообразной фазе в контейнере во время тепловой обработки.In a second embodiment of the method of the invention, said heat treatment is carried out in a container and said redox potential is maintained by reducing the amount of oxygen (O 2 ) present in the gaseous phase in the container during the heat treatment.

В целом в контейнере находится объем воздуха (называемый здесь газообразной фазой) над образцом, состоящего из буфера и клеток-хозяев. В соответствии со смыслом изобретения снижение количества кислорода в газообразной фазе означает изменение композиции указанной газообразной фазы таким образом, что она содержит меньше кислорода, чем воздух. Как известно в области техники, воздух обычно содержит приблизительно 21% кислорода (по объему).In general, the container contains a volume of air (referred to here as the gaseous phase) above the sample, consisting of buffer and host cells. In accordance with the meaning of the invention, reducing the amount of oxygen in the gaseous phase means changing the composition of said gaseous phase in such a way that it contains less oxygen than air. As is known in the art, air typically contains approximately 21% oxygen (by volume).

С целью поддержания редокс-потенциала ниже 0 мВ в соответствии со способом изобретения специалист в области техники осведомлен о различных средствах, доступных для предотвращения окисления экстрагируемого образца. Это можно осуществлять путем удаления кислорода и других окисляющих газов, присутствующих в газообразной фазе в контейнере, обычно путем их замещения другим инертным газом. Указанное замещение можно осуществить при помощи подачи слоя азота (N2), т.е. поддержания образца в контейнере в контакте с газообразной фазой, содержащей N2, или путем барботирования, т.е. пузырения или пропускания, инертного газа через образец в контейнер. Прочие инертные газы, которые можно применять для поддержания редокс-потенциала в соответствии со способом изобретения, включают аргон и гелий.In order to maintain the redox potential below 0 mV in accordance with the method of the invention, the person skilled in the art is aware of the various means available to prevent oxidation of the extractable sample. This can be done by removing oxygen and other oxidizing gases present in the gaseous phase in the container, usually by replacing them with another inert gas. Said replacement can be carried out by supplying a layer of nitrogen (N2), i. e. maintaining the sample in the container in contact with the gaseous phase containing N2, or by sparging, i.e. bubbling, or passing, of an inert gas through the sample into the container. Other inert gases that can be used to maintain the redox potential in accordance with the method of the invention include argon and helium.

В качестве альтернативы существует выбор восстанавливающих средств, доступных в области техники, которые имеют различные степени активности. Следовательно, специалист в области техники выбирает наиболее подходящее восстанавливающее средство в зависимости от желаемого редокс- 4 042536 потенциала и времени, в течение которого его следует поддерживать. Известные восстанавливающие средства в области техники включают, но не ограничиваются глутатионом, меркаптоэтанолом, дитиотреитолом или трис(2-карбоксиэтил)фосфином.Alternatively, there is a selection of reducing agents available in the art that have varying degrees of activity. Therefore, the person skilled in the art selects the most suitable reducing agent depending on the desired redox potential and the time for which it should be maintained. Known reducing agents in the art include, but are not limited to, glutathione, mercaptoethanol, dithiothreitol, or tris(2-carboxyethyl)phosphine.

Культивирование прокариотических клеток-хозяев может происходить в любом подходящем контейнере, таком как встряхиваемая колба или ферментер, в зависимости от требуемого масштаба производства. Различные крупные ферментеры доступны при имеющейся вместительности, превышающей 1000 л и достигающей приблизительно 100000 л. Предпочтительно используют ферментеры вместительностью от 1000 до 50000 л, более предпочтительно от 1000 до 25000 л, от 1000 до 20000 л, от 1000 до 15000 л, от 1000 до 10000 л, от 1000 до 5000 л, вместительностью 20000, 15000, 12000, 10000, 5000 или 2000 л. Также можно использовать ферментеры меньшего размера, имеющие вместительность между 0,5 и 1000 л.Culture of the prokaryotic host cells can take place in any suitable container, such as a shake flask or a fermenter, depending on the scale of production required. Various large fermenters are available with available capacities in excess of 1000 liters and up to approximately 100,000 liters. Preferably, fermenters with a capacity of 1000 to 50000 liters, more preferably 1000 to 25000 liters, 1000 to 20000 liters, 1000 to 15000 liters, 1000 to 10000 liters, 1000 to 5000 liters, with a capacity of 20000, 15000, 12000, 12000 , 5000 or 2000 l. It is also possible to use smaller fermenters having a capacity between 0.5 and 1000 liters.

В предпочтительном варианте осуществления указанная газообразная фаза содержит менее 20, 15, 12, 10, 8, 5, 2 или 1% кислорода (по объему) во время стадии тепловой обработки.In a preferred embodiment, said gaseous phase contains less than 20%, 15%, 12%, 10%, 8%, 5%, 2%, or 1% oxygen (by volume) during the heat treatment step.

В предпочтительном варианте осуществления указанный кислород фактически исключается из газообразной фазы во время стадии тепловой обработки.In a preferred embodiment, said oxygen is actually eliminated from the gaseous phase during the heat treatment step.

В третьем варианте осуществления способа изобретения азот (N2) добавляют к газообразной фазе контейнера.In a third embodiment of the method of the invention, nitrogen (N 2 ) is added to the gaseous phase of the container.

В четвертом варианте осуществления способа изобретения указанная газообразная фаза содержит по меньшей мере 80% N2, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90% N2, по меньшей мере 95% N2 или по меньшей мере 97% или 99% N2. В дополнительном альтернативном варианте осуществления указанная газообразная фаза преимущественно представлена N2.In a fourth embodiment of the method of the invention, said gaseous phase contains at least 80% N2, at least 85%, at least 90% N2, at least 95% N2, or at least 97% or 99% N2. In a further alternative embodiment, said gaseous phase is predominantly N 2 .

Обычно указанный N2 добавляют к газообразной фазе контейнера в виде подачи слоя и поддерживают в пространстве над продуктом в контейнере, содержащем буфер и клетки хозяева путем добавления 100% газа N2 в пространство над продуктом при 0,1-1 об/об/мин (объем газа на объем жидкости в минуту, т.е. 1 л/мин для 1 л объема экстракции).Typically said N2 is added to the gaseous phase of the container as a bed feed and maintained in the headspace of the container containing buffer and host cells by adding 100% N2 gas to the headspace at 0.1-1 rpm (gas volume per minute of liquid, i.e. 1 L/min for 1 L of extraction volume).

В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения белка, представляющего интерес, где указанный белок экспрессируется в клетке-хозяине, включающему культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, способствующих тому, что они экспрессируют указанный белок;In a particular embodiment, the present invention provides a method for producing a protein of interest, wherein said protein is expressed in a host cell, comprising: culturing said host cells under conditions that cause them to express said protein;

сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости;collecting host cells from the culture fluid;

добавление буфера к клеткам-хозяевам; и подвергание клеток-хозяев в буфере тепловой обработке в контейнере, где газообразная фаза контейнера преимущественно представлена N2.adding buffer to host cells; and subjecting the host cells in the buffer to heat treatment in a container, where the gaseous phase of the container is predominantly N2.

В зависимости от конфигурации контейнера указанный N2 можно добавлять в газообразную фаза контейнера, где контейнер далее запечатывается, т.е. внутренняя часть контейнера изолируется от внешней среды, оставляя N2 в газообразной фазе во время тепловой обработки. В качестве альтернативы можно применять режим постоянного потока N2 через газообразную фазу контейнера во время стадии тепловой обработки, например, для контейнеров, которые не допускают возможности изолирования внутренней части от внешней окружающей среды.Depending on the configuration of the container, said N2 may be added to the gaseous phase of the container, where the container is further sealed, i.e. the inside of the container is isolated from the outside, leaving N2 in the gaseous phase during the heat treatment. Alternatively, a constant flow of N2 through the gaseous phase of the container during the cooking step can be applied, for example for containers that do not allow the possibility of isolating the inside from the outside environment.

В одном варианте осуществления N2 добавляют или вводят в газообразную фазу перед стадией тепловой обработки для гарантирования поддержания желаемой величины редокс-потенциала во время стадии тепловой обработки.In one embodiment, N2 is added or injected into the gaseous phase prior to the heat treatment step to ensure that the desired redox potential is maintained during the heat treatment step.

В конкретном варианте осуществления способ изобретения включает культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, способствующих тому, что они экспрессируют белок, представляющий интерес;In a particular embodiment, the method of the invention comprises culturing said host cells under conditions that are conducive to expressing a protein of interest;

сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости;collecting host cells from the culture fluid;

добавление буфера к клеткам-хозяевам в контейнере;adding buffer to the host cells in the container;

добавление N2 к газообразной фазе контейнера;adding N2 to the gaseous phase of the container;

запечатывание указанного контейнера; и подвергание клеток-хозяев в буфере тепловой обработке в контейнере, где редокс-потенциал указанного буфера поддерживают ниже 0 мВ во время указанной тепловой обработки.sealing said container; and subjecting the host cells in the buffer to heat treatment in the container, where the redox potential of said buffer is maintained below 0 mV during said heat treatment.

Таким образом, в дополнительном варианте осуществления способа изобретения указанный N2 вводят в виде подачи слоя с использованием по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 97%, по меньшей мере 99 или 100% N2.Thus, in a further embodiment of the method of the invention, said N 2 is administered as a layer feed using at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 97%, at least 99 or 100% N2 .

В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения указанный N2 вводят путем барботирования N2 через буфер во время тепловой обработки, предпочтительно путем барботирования практически чистого N2.As an alternative embodiment of the invention, said N2 is introduced by bubbling N2 through the buffer during the heat treatment, preferably by bubbling substantially pure N2.

В пятом варианте осуществления изобретения указанный N2 добавляют в контейнер в виде подачи слоя в газообразную фазу контейнера или путем барботирования N2 через буфер.In a fifth embodiment of the invention, said N2 is added to the container by feeding a bed into the gaseous phase of the container or by bubbling N2 through a buffer.

Способ в соответствии с изобретением включает стадию тепловой обработки, которая делает возможным получения образца растворимого, правильно уложенного и собранного белка, такого как фрагмент антитела, посредством облегчения удаления прочих материалов, родственных белку.The method according to the invention includes a heat treatment step which makes it possible to obtain a sample of a soluble, properly folded and assembled protein, such as an antibody fragment, by facilitating the removal of other materials related to the protein.

Белок, который правильно уложен и собран, демонстрируется наличием одной полосы, соответст- 5 042536 вующей ожидаемой молекулярной массе собранной белковой цепи при помощи ДСН-ПААГэлектрофореза в невосстанавливающих условиях. Другой материал, родственный белку, будет представлять собой частично деградированные фрагменты правильно уложенного и собранного белка.A protein that is correctly folded and assembled is shown by the presence of a single band corresponding to the expected molecular weight of the assembled protein chain by SDS-PAGE under non-reducing conditions. Another protein related material would be partially degraded fragments of a properly folded and assembled protein.

Стадия тепловой обработки в способе настоящего изобретения представляет собой стадию поддержания температуры образца на желаемом повышенном уровне температуры после того, как этот делаемый повышенный уровень температуры достигнут во время стадии нагревания.The heat treatment step in the method of the present invention is the step of maintaining the temperature of the sample at a desired elevated temperature level after that makeable elevated temperature level is reached during the heating step.

Стадию тепловой обработки проводят путем подвергания образца воздействию желаемой повышенной температуры. Наиболее предпочтительно стадию тепловой обработки проводят в пределах диапазона от 30 до 70°C. Температуру можно выбирать в соответствии с желанием, и она может зависть от стабильности белка для очистки. В другом варианте осуществления температура находится в пределах диапазона от 40 до 65°C или предпочтительно в пределах диапазона от 40 до 60°C, более предпочтительно в пределах диапазона от 45 до 60°C, еще более предпочтительно в пределах диапазона от 50 до 60°C и наиболее предпочтительно от 55 до 60°C, от 58 до 60°C или равна 59°C. Таким образом, минимальные температуры составляют 30, 35 или 40°C и максимальные температуры составляют 60, 65 или 70°C.The heat treatment step is carried out by subjecting the sample to the desired elevated temperature. Most preferably, the heat treatment step is carried out within the range of 30 to 70°C. The temperature can be chosen as desired and may be dependent on the stability of the purification protein. In another embodiment, the temperature is within the range of 40 to 65°C, or preferably within the range of 40 to 60°C, more preferably within the range of 45 to 60°C, even more preferably within the range of 50 to 60° C and most preferably 55 to 60°C, 58 to 60°C or equal to 59°C. Thus, the minimum temperatures are 30, 35 or 40°C and the maximum temperatures are 60, 65 or 70°C.

В шестом варианте осуществления способа изобретения указанную стадию тепловой обработки проводят при температуре от 30 до 70°C.In a sixth embodiment of the method of the invention, said heat treatment step is carried out at a temperature of 30 to 70°C.

В седьмом варианте осуществления способа изобретения указанную стадию тепловой обработки проводят при температуре от 55 до 65°C.In a seventh embodiment of the process of the invention, said heat treatment step is carried out at a temperature of 55 to 65°C.

Стадию тепловой обработки предпочтительно проводят в течение длительного периода времени. Длительность тепловой обработки предпочтительно находится в промежутке времени от 1 до 24 ч или от 1 до 18 ч, более предпочтительно от 4 до 18 ч, еще более предпочтительно от 6 до 16 ч и наиболее предпочтительно от 8 до 14 ч или от 8 до 12 ч, например, в течение 10 ч. Таким образом, минимальное время для тепловой обработки составляет 1, 2 или 3 ч и максимальное составляет 20, 22 или 24 ч.The heat treatment step is preferably carried out over a long period of time. The duration of the heat treatment is preferably in the range of 1 to 24 hours or 1 to 18 hours, more preferably 4 to 18 hours, even more preferably 6 to 16 hours and most preferably 8 to 14 hours or 8 to 12 hours. , for example, within 10 hours. Thus, the minimum time for cooking is 1, 2 or 3 hours and the maximum is 20, 22 or 24 hours.

В восьмом варианте осуществления способа изобретения стадию тепловой обработки шестого или седьмого варианта осуществления поддерживают в течение периода времени от 1 до 18 ч.In the eighth embodiment of the method of the invention, the heat treatment step of the sixth or seventh embodiment is maintained for a period of 1 to 18 hours.

Как известно специалисту в области техники, в целом существует обратно-пропорциональная взаимосвязь между временем реакции и температурой, при этом, чем выше температура, при которой протекает реакция, тем короче период времени, необходимый для протекания реакции.As will be known to those skilled in the art, there is generally an inverse relationship between reaction time and temperature, with the higher the temperature at which the reaction proceeds, the shorter the period of time required for the reaction to proceed.

В конкретном варианте осуществления тепловая обработка проводится при температуре от 50 до 60°C в течение периода времени от 10 до 16 ч и более предпочтительно при температуре 59°C в течение периода времени от 10 до 12 ч. Специалисту в области техники будет ясно, что температуру и время можно выбирать подходящим для соответствующего образца образом в отношении характеристик получаемого белка, представляющего интерес, такого как антитело или фрагмент антитела.In a specific embodiment, the heat treatment is carried out at a temperature of 50 to 60°C for a period of time from 10 to 16 hours, and more preferably at a temperature of 59°C for a period of time from 10 to 12 hours. It will be clear to a person skilled in the art that the temperature and time can be chosen as appropriate for the respective sample in relation to the characteristics of the resulting protein of interest, such as an antibody or antibody fragment.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления способа изобретения экстракцию указанного белка проводят при температуре от 58 до 60°C в течение периода времени от 8 до 12 ч.In a further alternative embodiment of the method of the invention, the extraction of said protein is carried out at a temperature of 58 to 60°C for a period of 8 to 12 hours.

Стадию тепловой обработки предпочтительно проводят с перемешиванием образца, таким как в шейкере или мешалке, установленным на подходящую скорость перемешивания, например, 200 оборотов в минуту (об/мин). Несмотря на это скорость перемешивания будет варьироваться в зависимости от масштаба способа.The heat treatment step is preferably carried out with sample agitation, such as in a shaker or stirrer, set to a suitable agitation speed, eg 200 revolutions per minute (rpm). Despite this, the speed of agitation will vary depending on the scale of the process.

В девятом варианте осуществления способа изобретения образец имеет или подвергается коррекции рН до 6-9 перед стадией тепловой обработки. В дополнительном конкретном варианте осуществления способа изобретения рН указанного образца составляет от 6,5 до 8, 6,5 до 7,5 или от 6,8 до 7,2 перед стадией тепловой обработки.In a ninth embodiment of the method of the invention, the sample has or undergoes a pH adjustment to 6-9 before the heat treatment step. In a further specific embodiment of the method of the invention, the pH of said sample is between 6.5 and 8, 6.5 and 7.5, or between 6.8 and 7.2 before the heat treatment step.

В конкретном варианте осуществления рН образца измеряют или корректируют перед стадией тепловой обработки для гарантирования того, что рН образца во время стадии тепловой обработки составляет от 5 до 9, предпочтительно рН образца во время стадии тепловой обработки составляет от 6 до 7.In a particular embodiment, the pH of the sample is measured or adjusted prior to the cooking step to ensure that the pH of the sample during the cooking step is between 5 and 9, preferably the pH of the sample during the cooking step is between 6 and 7.

В дополнительном варианте осуществления рН корректируют при помощи основания, такого как неорганическое основание, например гидроксид натрия, или органического основания, такого как триэтиламин или триметиламин или трис основание.In a further embodiment, the pH is adjusted with a base such as an inorganic base such as sodium hydroxide or an organic base such as triethylamine or trimethylamine or a tris base.

Для коррекции рН образца можно применять любое подходящее средство. Средство может представлять собой буфер или может добавляться перед и/или после буфера. Типичные средства, которые можно применять для коррекции рН, включают или состоят из одного или больше следующих веществ, NaOH, NH4OH, серная кислота, ЭДТК, трис-буфер.Any suitable means may be used to correct the pH of the sample. The agent may be a buffer or may be added before and/or after the buffer. Typical pH adjusters include or consist of one or more of the following, NaOH, NH 4 OH, sulfuric acid, EDTA, Tris buffer.

В дополнительном конкретном варианте осуществления рН образца измеряют или корректируют до стадии тепловой обработки и перед добавлением инертного газа, такого как азот, в газообразную фазу контейнера с целью поддержания редокс-потенциала ниже 0 мВ. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения рН образца измеряют и/или корректируют до стадии тепловой обработки, и инертный газ, такой как азот, пропускают через образец во время стадии тепловой обработки.In a further specific embodiment, the pH of the sample is measured or adjusted prior to the heat treatment step and prior to the addition of an inert gas such as nitrogen to the gaseous phase of the container in order to maintain the redox potential below 0 mV. Alternatively, in another embodiment of the invention, the pH of the sample is measured and/or corrected prior to the heat treatment step and an inert gas such as nitrogen is passed through the sample during the heat treatment step.

Измерения рН, упоминаемые в данной заявке, в целом приведены к 20°C.The pH measurements referred to in this application are generally given to 20°C.

В контексте настоящего изобретения словосочетание до стадии тепловой обработки означает перед и включает момент времени, при котором образец достигает желаемой повышенной температуры, и начинается стадия тепловой обработки (поддержания повышенной температуры). С целью достиженияIn the context of the present invention, the phrase before the heat treatment stage means before and includes the point in time at which the sample reaches the desired elevated temperature and the heat treatment (maintaining the elevated temperature) stage begins. In order to achieve

- 6 042536 желаемой повышенной температуры во время стадии тепловой обработки образец подвергают фазе нагревания, на протяжении которой температура образца является повышенной до желаемой температуры. В одном варианте осуществления способ в соответствии с изобретением включает подвергание образца фазе нагревания и стадии тепловой обработки. В варианте осуществления, где способ включает подвергание образца фазе нагревания и стадии тепловой обработки, образец может иметь требуемый уровень рН до начала фазы нагревания и/или требуемый рН уровень во время фазы нагревания.- 6 042536 desired elevated temperature during the stage of heat treatment, the sample is subjected to a heating phase, during which the temperature of the sample is raised to the desired temperature. In one embodiment, the method according to the invention includes subjecting the sample to a heating phase and a heat treatment step. In an embodiment where the method includes subjecting the sample to a heating phase and a cooking step, the sample may have the desired pH prior to the start of the heating phase and/or the desired pH during the heating phase.

В конкретном варианте осуществления N2 добавляют в газообразную фазу контейнера до начала фазы нагревания. Предпочтительно образец имеет требуемый уровень рН до указанной фазы нагревания.In a particular embodiment, N2 is added to the gaseous phase of the container prior to the start of the heating phase. Preferably, the sample has the desired pH prior to said heating phase.

В десятом варианте осуществления способа изобретения белок, представляющий интерес, представляет собой рекомбинантный белок, закодированный экспрессионным вектором.In a tenth embodiment of the method of the invention, the protein of interest is a recombinant protein encoded by an expression vector.

В одиннадцатом варианте осуществления способа в соответствии с восьмым вариантом осуществления изобретения белок представляет собой рекомбинантное антитело.In an eleventh embodiment of the method according to an eighth embodiment of the invention, the protein is a recombinant antibody.

В двенадцатом варианте осуществления указанное рекомбинантное антитело представляет собой фрагмент рекомбинантного антитела. В области техники существует множество известных фрагментов рекомбинантного антитела, включая Fab, Fab', F(ab')2, Fv и scFv фрагменты. В качестве альтернативы рекомбинантные антитела выбирают из диатела, триатела, тетратела, миниантитела, доменных антител, одноцепочечных антител, биспецифических, триспецифических, тетраспецифических или мультиспецифических антител, образованных из фрагментов антител или антител, включая, но не ограничиваясь Fab-Fv конструкциями.In a twelfth embodiment, said recombinant antibody is a fragment of a recombinant antibody. There are many known recombinant antibody fragments in the art, including Fab, Fab', F(ab') 2 , Fv, and scFv fragments. Alternatively, recombinant antibodies are selected from diabody, triabody, tetrabody, minibody, domain antibodies, single chain antibodies, bispecific, trispecific, tetraspecific, or multispecific antibodies formed from antibody or antibody fragments, including but not limited to Fab-Fv constructs.

В тринадцатом варианте осуществления способа изобретения указанное рекомбинантное антитело или фрагмент рекомбинантного антитела специфически связывается с ФНО-альфа (TNF-alpha) или с CD154.In a thirteenth embodiment of the method of the invention, said recombinant antibody or recombinant antibody fragment specifically binds to TNF-alpha or CD154.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ получения рекомбинантного антитела, где указанное рекомбинантное антитело экспрессируется в клетке-хозяине, включающий культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, обеспечивающих их экспрессирование указанного белка, сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости, добавление буфера к клеткамхозяевам и подвергание клеток-хозяев тепловой обработке для экстракции рекомбинантного антитела их указанных клеток-хозяев в контейнере, где редокс-потенциал указанного буфера поддерживается ниже 0 мВ, ниже -100 мВ, ниже -200 мВ, ниже -300 мВ или ниже -400 мВ на протяжении указанной экстракции.In one embodiment, the present invention provides a method for producing a recombinant antibody, wherein said recombinant antibody is expressed in a host cell, comprising culturing said host cells under conditions allowing them to express said protein, harvesting the host cells from the culture fluid, adding a buffer to the host cells, and subjecting the host cells to a heat treatment to extract a recombinant antibody from said host cells in a container, where the redox potential of said buffer is maintained below 0 mV, below -100 mV, below -200 mV, below -300 mV, or below -400 mV for specified extraction.

В другом конкретном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ получения рекомбинантного антитела, где указанное рекомбинантное антитело экспрессируется в клеткехозяине, включающий культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, обеспечивающих их экспрессирование указанного белка, сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости, добавление буфера к клеткам-хозяевам в контейнере, добавление N2 в газообразную фазу контейнера, подвергание клетокхозяев тепловой обработке и восстановление указанного белка.In another specific embodiment, the present invention provides a method for producing a recombinant antibody, wherein said recombinant antibody is expressed in a host cell, comprising culturing said host cells under conditions that allow them to express said protein, harvesting host cells from culture fluid, adding buffer to host cells in a container, adding N2 to the gaseous phase of the container, subjecting the host cells to a heat treatment, and reducing said protein.

В другом конкретном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ получения рекомбинантного антитела, где указанное рекомбинантное антитело экспрессируется в клеткехозяине, включающий культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, обеспечивающих их экспрессирование указанного белка, сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости, добавление буфера к клеткам-хозяевам в контейнере, добавление N2 в газообразную фазу контейнера, подвергание клетокхозяев тепловой обработке и восстановление указанного белка, где указанный восстановленный белок имеет более низкое содержание родственных примесей по сравнению с белком, восстановленным в способе получения, который включает тепловую обработку, проведенную в присутствии N2 в газообразной фазе контейнера.In another specific embodiment, the present invention provides a method for producing a recombinant antibody, wherein said recombinant antibody is expressed in a host cell, comprising culturing said host cells under conditions that allow them to express said protein, harvesting host cells from culture fluid, adding buffer to host cells in a container, adding N 2 to the gaseous phase of the container, subjecting the host cells to a heat treatment and reducing said protein, wherein said reduced protein has a lower content of related impurities compared to a protein recovered in a preparation method that includes heat treatment carried out in the presence of N 2 in gaseous phase container.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может включать одну или более дополнительных стадий, таких как процедуры очистки, например, фильтрация и/или центрифугирование. Также включена хроматография псевдоожиженного слоя.The method in accordance with the present invention may include one or more additional steps such as purification procedures, such as filtration and/or centrifugation. Fluidized bed chromatography is also included.

Предпочтительные дополнительные процедуры очистки включают ионообменную хроматографию, микрофильтрацию, ультрафильтрацию, диафильтрацию, поглощение на закрепленном слое и поглощение в расширяющемся слое, а также комбинацию любых этих процедур.Preferred additional purification procedures include ion exchange chromatography, microfiltration, ultrafiltration, diafiltration, fixed bed absorption and expansion bed absorption, as well as a combination of any of these procedures.

Термин антитело или антитела, как применяют в данной заявке, относится к моноклональным или поликлональным антителам. Термин антитело или антитела, применяемые в данной заявке, включает, но не ограничивается рекомбинантными антителами, которые создают при помощи рекомбинантных технологий, как известно в области техники. Термин антитело или антитела включает антитела любых видов, в частности видов млекопитающих, такие как антитела человека любого изотипа, включая IgA1, IgA2, IgD, IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3, IgG4, IgE и IgM, а также их модифицированные варианты, антитела приматов, например полученные от шимпанзе, бабуина, резус- или яванского макака;The term antibody or antibodies, as used in this application, refers to monoclonal or polyclonal antibodies. The term antibody or antibodies used in this application includes, but is not limited to, recombinant antibodies that are created using recombinant technologies, as is known in the art. The term antibody or antibodies includes antibodies of any species, in particular mammalian species, such as human antibodies of any isotype, including IgA1, IgA2, IgD, IgG1, IgG 2a , IgG 2b , IgG 3 , IgG 4 , IgE and IgM, as well as their modified variants, primate antibodies, for example derived from chimpanzees, baboons, rhesus or cynomolgus monkeys;

антитела грызунов, например, полученные от мыши, крысы или кролика;rodent antibodies, for example, obtained from mice, rats or rabbits;

антитела козлов или лошадей; а также антитела семейства верблюдовых (например, полученные от верблюдов или лам, такие как Nano- 7 042536 bodies™), а также производные вышеперечисленных веществ; или антитела, полученные от видов птиц, такие как антитела цыплят, или от видов рыб, такие как антитела акул.antibodies of goats or horses; as well as antibodies of the camelid family (for example, derived from camels or llamas, such as Nano-7 042536 bodies™), as well as derivatives of the above substances; or antibodies derived from bird species, such as chicken antibodies, or from fish species, such as shark antibodies.

Термин антитело или антитела также относится к химерным антителам, в которых одна порция по меньшей мере одной последовательности тяжелой и/или легкой цепи антитела получена от одних видов и другая порция последовательности тяжелой и/или легкой цепи антитела получена от других видов. Химерные антитела, представляющие интерес, в данной заявке включают приматизированные антитела, включающие вариабельный участок антигенсвязывающей области, полученный от низшего примата (например, от обезьяны Старого Света, такой как бабуин, резус-или яванский макак), и последовательности константного участка человека. Гуманизированные антитела представляют собой химерные антитела, которые содержат последовательность, полученную из антител животного происхождения. Во многих случаях гуманизированные антитела представляют собой антитела человека (реципиентное антитело), в котором остатки гипервариабельного участка реципиента замещаются остатками гипервариабельного участка [или участка, определяющего комплементарность, CDR] видов, не являющихся человеком (донорское антитело), таких как мышь, крыса, кролик, цыпленок или низший примат, которые имеют желаемую специфичность, аффинность и активность. В большинстве случаев остатки антитела человека (реципиентного) за пределами CDR, т.е. в каркасной области (FR), дополнительно замещаются соответствующими остатками, не принадлежащими человеку. Более того, гуманизированные антитела могут включать остатки, которые не обнаруживаются в реципиентном антителе или в донорском антителе. Эти модификации производят для дополнительного улучшения действия антитела. Гуманизация снижает иммуногенность антител животного происхождения у людей, таким образом облегчая применение антител для лечения заболеваний человека. Гуманизированные антитела и некоторые различные технологии для их создания хорошо известны в области техники. Термин антитело или антитела также относится к антителам человека, которые можно создать в качестве альтернативы гуманизации. Например, можно создавать трансгенных животных (например, мышей), которые способны после иммунизации вырабатывать полный спектр антител человека при отсутствии выработки эндогенных мышиных антител. Например, описано, что гомозиготная делеция тяжелой цепи J-сегмента (JH) гена у химерных и мышей с герминальной мутацией приводит к полному ингибированию выработки эндогенных антител. Перенос генной матрицы иммуноглобулина клеток зародышевой линии человека в такую мышь с герминальной мутацией приведет к выработке антител человека со специфичностью в отношении определенного антигена после иммунизации трансгенного животного, которое является носителем генов иммуноглобулина клеток зародышевой линии человека, указанным антигеном. Технологии создания таких трансгенных животных и технологии экстракции и получения антител человека от таких трансгенных животных известны в области техники. В качестве альтернативы у трансгенных животных, например мышей, замещают только гены иммуноглобулина, кодирующие вариабельные участки антитела мыши, соответствующими вариабельными последовательностями гена иммуноглобулина человека. Гены иммуноглобулинов зародышевой линии мышей, кодирующие константные участки антитела, остаются преимущественно неизмененными. Таким образом, эффекторные функции антитела в иммунной системе трансгенной мыши и, следовательно, выработка В-клеток, остаются неизмененными, что может привести к улучшенному ответу антитела на провокацию антигеном in vivo. Сразу после экстракции генов, кодирующих конкретное антитело, представляющее интерес, из таких трансгенных животных гены, кодирующие константные участки, можно заменить генами константных участков человека для получения полностью гуманизированного антитела. Прочие способы получения антител/фрагментов антител человека in vitro основаны на технологии дисплея, например, технологии фагового или рибосомного дисплея, где используют библиотеки рекомбинантной ДНК, которые либо создаются, по меньшей мере частично, искусственно, либо берутся из репертуара гена вариабельного участка (V) иммуноглобулина доноров. Технологии фагового и рибосомного дисплея для создания антител человека хорошо известны в области техники. Антитела человека также можно получать из выделенных В-клеток человека, которые иммунизируют ex vivo антигеном, представляющим интерес, и далее объединяют для создания гибридом, которые далее можно проверять на предмет оптимального антитела человека. Термин антитело или антитела, как применяют в настоящей заявке, также относится к агликозилированному антителу.The term antibody or antibodies also refers to chimeric antibodies in which one portion of at least one antibody heavy and/or light chain sequence is derived from one species and another portion of the antibody heavy and/or light chain sequence is derived from another species. Chimeric antibodies of interest herein include primatized antibodies comprising an antigen-binding region variable region derived from a lower primate (e.g., an Old World monkey such as a baboon, rhesus or cynomolgus monkey) and human constant region sequences. Humanized antibodies are chimeric antibodies that contain a sequence derived from antibodies of animal origin. In many cases, humanized antibodies are human antibodies (recipient antibody) in which residues of the hypervariable region of the recipient are replaced by residues of the hypervariable region [or complementarity determining region, CDR] of a non-human species (donor antibody) such as mouse, rat, rabbit , chicken or lesser primate that have the desired specificity, affinity and activity. In most cases, human (recipient) antibody residues outside the CDR, i.e. in the framework region (FR) are further replaced by corresponding non-human residues. Moreover, humanized antibodies may include residues that are not found in the recipient antibody or in the donor antibody. These modifications are made to further improve the performance of the antibody. Humanization reduces the immunogenicity of animal-derived antibodies in humans, thus facilitating the use of antibodies to treat human diseases. Humanized antibodies and several different technologies for making them are well known in the art. The term antibody or antibodies also refers to human antibodies that can be generated as an alternative to humanization. For example, it is possible to create transgenic animals (eg, mice) that are capable, after immunization, of producing the full range of human antibodies in the absence of endogenous murine antibody production. For example, homozygous deletion of the heavy chain of the J segment (JH) gene in chimeric and germline mutated mice has been reported to result in complete inhibition of endogenous antibody production. Transfer of the human germline immunoglobulin gene template into such a germline mutated mouse will result in the production of human antibodies with specificity for a particular antigen upon immunization of a transgenic animal that carries human germline immunoglobulin genes with said antigen. Technologies for creating such transgenic animals and technologies for extracting and obtaining human antibodies from such transgenic animals are known in the art. Alternatively, in transgenic animals, such as mice, only the immunoglobulin genes encoding the mouse antibody variable regions are replaced with the corresponding human immunoglobulin gene variable sequences. Mouse germline immunoglobulin genes encoding antibody constant regions remain largely unchanged. Thus, the effector functions of the antibody in the immune system of the transgenic mouse, and hence the production of B cells, remain unchanged, which may lead to an improved antibody response to antigen challenge in vivo. Once the genes encoding the particular antibody of interest have been extracted from such transgenic animals, the genes encoding the constant regions can be replaced with human constant region genes to produce a fully humanized antibody. Other methods for producing human antibodies/antibody fragments in vitro are based on display technology, e.g., phage or ribosome display technology, using recombinant DNA libraries that are either generated at least in part artificially or taken from the variable region (V) gene repertoire. donor immunoglobulin. Phage and ribosome display technologies for generating human antibodies are well known in the art. Human antibodies can also be obtained from isolated human B cells that are immunized ex vivo with an antigen of interest and then combined to create hybridomas that can then be tested for the optimal human antibody. The term antibody or antibodies as used herein also refers to an aglycosylated antibody.

В некоторых вариантах осуществления изобретения антитела представляют собой антитела, которые модифицированы ковалентным присоединением функциональных фрагментов, таких как водорастворимые полимеры, такие как полиэтиленгликоль;In some embodiments, the antibodies are antibodies that are modified by covalent attachment of functional moieties such as water soluble polymers such as polyethylene glycol;

сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля;copolymers of polyethylene glycol and polypropylene glycol;

карбоксиметилцеллюлоза, декстран, поливиниловый спирт;carboxymethylcellulose, dextran, polyvinyl alcohol;

поливинилпирролидон или полипролин, для всех из которых известно, что они демонстрируют существенно более длительный период полувыведения из крови после внутривенного введения по сравнению с соответствующими немодифицированными белками.polyvinylpyrrolidone or polyproline, all of which are known to exhibit significantly longer blood half-lives following intravenous administration compared to the corresponding unmodified proteins.

В некоторых вариантах осуществления антитела настоящего изобретения представляют собой антитела, прикрепленные к функциональным фрагментам, таким как фрагменты полиэтиленгликоля (ПЭГ).In some embodiments, the antibodies of the present invention are antibodies attached to functional moieties, such as polyethylene glycol (PEG) moieties.

- 8 042536- 8 042536

В одном конкретном варианте изобретения антитело представляет собой фрагмент антитела и молекулы ПЭГ могут прикрепляться при помощи любой доступной боковой цепи аминокислоты или концевой функциональной группы аминокислоты, локализующейся во фрагменте антитела, например при помощи любой свободной амино-, имино-, тиольной, гидроксильной или карбоксильной группы. Такие аминокислоты могут появляться во фрагменте антитела естественным путем или могут встраиваться во фрагмент при помощи технологии рекомбинантных ДНК (см., например, заявки US 5219996, US 5667425, WO 98/25971).In one specific embodiment, the antibody is an antibody fragment and the PEG molecules can be attached using any available amino acid side chain or amino acid terminal functional group located in the antibody fragment, for example, using any free amino, imino, thiol, hydroxyl, or carboxyl group. . Such amino acids may occur naturally in the antibody fragment or may be inserted into the fragment using recombinant DNA technology (see, for example, US 5219996, US 5667425, WO 98/25971).

Термин антитело или антитела, как применяют в данной заявке, относится не только к неусеченным антителам любых видов, включая полученные от человека (например, IgG) и других видов млекопитающих, но также относится к фрагменту антитела. Фрагмент антитела включает по меньшей мере одну тяжелую или одну легкую цепь домена иммуноглобулина, как известно в области техники, и связывается с одним или более антигенами. Примеры фрагментов антитела в соответствии с изобретением включают Fab, Fab', F(ab')2, и Fv, а также scFv фрагменты, а также диатела, триатела, тетратела, миниантитела, доменные антитела (dAbs), такие как sdAbs, VHH и VNAR фрагменты, одноцепочечные антитела, биспецифические, триспецифические, тетраспецифические или мультиспецифические антитела, образованные из фрагментов антител или антител, включая, но не ограничиваясь Fab-Fv или Fab-Fv-Fv конструкциями. Фрагменты антител, как определено ранее, известны в области техники.The term antibody or antibodies, as used herein, not only refers to untruncated antibodies of any kind, including those derived from humans (eg, IgG) and other mammalian species, but also refers to an antibody fragment. An antibody fragment includes at least one heavy or one light chain of an immunoglobulin domain, as is known in the art, and binds to one or more antigens. Examples of antibody fragments according to the invention include Fab, Fab', F(ab') 2 , and Fv, as well as scFv fragments, as well as diabodies, tribodies, tetrabodies, minibodies, domain antibodies (dAbs) such as sdAbs, VHH and V NAR fragments, single chain antibodies, bispecific, trispecific, tetraspecific or multispecific antibodies formed from fragments of antibodies or antibodies, including but not limited to Fab-Fv or Fab-Fv-Fv constructs. Antibody fragments, as previously defined, are known in the art.

Термин редокс-потенциал, как применяют в данной заявке, относится к измерению тенденции химических частиц к присоединению электронов и, таким образом, к восстановлению. Редокс-потенциал измеряют в вольтах (В) или милливольтах (мВ). Каждая частица имеет свой собственный внутренний восстановительный потенциал; чем более положительным является потенциал, тем больше аффинность частиц к электронам и тенденция к восстановлению.The term redox potential, as used herein, refers to the measurement of the tendency of chemical species to gain electrons and thus to be reduced. Redox potential is measured in volts (V) or millivolts (mV). Each particle has its own internal reduction potential; the more positive the potential, the greater the affinity of the particles for electrons and the tendency to recover.

Термин экстракция или экстракция белка, как применяют в данной заявке, относится к удалению белка, экспрессированного в клетке-хозяине, из клетки-хозяина. Экстракция может включать разрыв клетки-хозяина и выделение внутриклеточной жидкости из клеточного детрита или управление хозяином для обеспечения протечки наружной клеточной мембраны грамотрицательных бактерий или других клеток, имеющих наружную клеточную мембрану, с целью высвобождения жидкости из периплазматического пространства этих клеток.The term protein extraction or extraction as used herein refers to the removal of a protein expressed in a host cell from the host cell. Extraction may include rupturing the host cell and extracting intracellular fluid from cell debris, or manipulating the host to leak the outer cell membrane of Gram-negative bacteria or other cells having an outer cell membrane to release fluid from the periplasmic space of those cells.

ПримерыExamples

Способы.Ways.

Процесс ферментации А.The fermentation process a.

Е.coli W3110, трансфицированные вектором таким образом, чтобы экспрессировать Fab', связывающийся специфически с ФНО-альфа человека, используют в качестве клеток-хозяев.E. coli W3110 transfected with the vector so as to express a Fab' that binds specifically to human TNF-alpha is used as host cells.

Сосуд с замороженным банком клеток, содержащий эти клетки, применяют для инокуляции во встряхиваемой колбе (общий объем 700 мл), содержащей среду с 6х пептон-дрожжевым экстрактом (6xP-Y) и тетрациклином. Эту встряхиваемую колбу инкубируют при 30°C и 230 об/мин. При требуемом диапазоне оптической плотности (OD600=2-3) встряхиваемую колбу используют для инокуляции в инокуляторе (общий объем 10 л), который содержит SM6 среду с определенным химическим составом (Popplewell et al., Expression of Antibody Fragments by Periplasmic Secretion in Escherichia coli, Methods in Molecular Biology, vol. 308: Therapeutic Proteins: Methods and Protocols, 2005) и тетрациклин с глицерином в качестве источника углерода. Клеточную культуру в инокуляторе поддерживают в условиях 30°C, концентрацию растворенного кислорода (рО2) поддерживают на уровне 30%, рН контролируют на уровне 7,0.A frozen cell bank vial containing these cells is used for inoculation in a shake flask (total volume 700 ml) containing medium with 6x peptone-yeast extract (6xP-Y) and tetracycline. This shake flask is incubated at 30° C. and 230 rpm. At the desired optical density range (OD600=2-3), a shake flask is used to inoculate in an inoculator (total volume 10 L) that contains SM6 medium with a specific chemical composition (Popplewell et al., Expression of Antibody Fragments by Periplasmic Secretion in Escherichia coli , Methods in Molecular Biology, vol.308: Therapeutic Proteins: Methods and Protocols, 2005) and tetracycline with glycerol as a carbon source. The cell culture in the inoculator is maintained at 30°C, the concentration of dissolved oxygen (pO 2 ) is maintained at 30%, the pH is controlled at 7.0.

При требуемом диапазоне OD (OD600=30-37) применяют культуру для посева для инокуляции промышленного ферментера (общий объем 600 л), содержащего среду с определенным химическим составом с глицерином в качестве источника углерода. Промышленный ферментер исходно поддерживают в условиях 30°C, 30% рО2, и рН поддерживают на уровне 7,0, рост клеток в порционной фазе до индукции. Во время порционной фазы температуру снижают до 25°C и добавляют MgSO4, для того чтобы избежать истощения этого метаболита.At the desired OD range (OD600=30-37), a seed culture is used to inoculate a commercial fermenter (total volume 600 L) containing a chemically defined medium with glycerol as a carbon source. The commercial fermenter is initially maintained at 30° C., 30% pO 2 , and pH maintained at 7.0, cell growth in batch phase prior to induction. During the batch phase, the temperature is lowered to 25° C. and MgSO 4 is added to avoid depletion of this metabolite.

При отдельном диапазоне OD (OD600=43-47), при котором развивается деплеция глицерина, производят болюсное добавление раствора лактозы к культуре. Лактоза далее утилизируется клетками в качестве основного источника углерода и также действует как индуктор экспрессии Fab'. Концентрацию лактозы поддерживают на протяжении фазы индукции при помощи непрерывной подпитки и клетки собирают через 30 ч после индукции.With a separate OD range (OD600=43-47), in which glycerol depletion develops, a bolus addition of lactose solution to the culture is performed. Lactose is further utilized by cells as a major carbon source and also acts as an inducer of Fab' expression. The lactose concentration is maintained throughout the induction phase by continuous feeding and the cells are harvested 30 hours after induction.

Процесс ферментации В.The fermentation process

Сосуд с замороженным банком клеток, содержащий Е.coli МХЕ012 клетки-хозяева Fab', экспрессирующие Fab', специфически связывающийся с ФНО-альфа человека, применяют для инокуляции встряхиваемой колбы (общий объем 700 мл), содержащей среду с 6x пептонно-дрожжевым экстрактом (6xP-Y) и тетрациклином. Эту встряхиваемую колбу инкубируют при 30°C и 230 об/мин. При требуемом диапазоне оптической плотности (OD600=2-3) встряхиваемую колбу используют для инокуляции в инокуляторе (общий объем 10 л), который содержит MD среду с определенным химическим составом (Durany et al., 2004, Studies on the expression of recombinant fuculose-1-phosphate aldolase in Escherichia coli, Process.A frozen cell bank vial containing E. coli MXE012 Fab' host cells expressing a Fab' that specifically binds to human TNF-alpha is used to inoculate a shake flask (total volume 700 mL) containing medium with 6x peptone yeast extract ( 6xP-Y) and tetracycline. This shake flask is incubated at 30° C. and 230 rpm. With the required range of optical density (OD600=2-3), a shake flask is used to inoculate in an inoculator (total volume 10 L) that contains MD medium with a specific chemical composition (Durany et al., 2004, Studies on the expression of recombinant fuculose- 1-phosphate aldolase in Escherichia coli, Process.

- 9 042536- 9 042536

Biochem., 39:1677-1684) и тетрациклин с глицерином в качестве источника углерода. Клеточную культуру в инокуляторе поддерживают в условиях 30°C, концентрацию растворенного кислорода (pO2) поддерживают на уровне 30%, рН контролируют на уровне 6,9.Biochem., 39:1677-1684) and tetracycline with glycerol as a carbon source. The cell culture in the inoculator is maintained at 30°C, the concentration of dissolved oxygen (pO 2 ) is maintained at 30%, the pH is controlled at 6.9.

При требуемом диапазоне OD (OD600=30-37) применяют культуру для посева для инокуляции промышленного ферментера (общий объем 600 л), содержащего среду с определенным химическим составом с глицерином в качестве источника углерода. Производственный ферментер исходно поддерживают в условиях 30°C, 30% pO2, и рН поддерживают на уровне 6,9, и роста в порционной фазе до истощения глицерина. В это время добавляют MgSO4, для того чтобы избежать истощения этого метаболита.At the desired OD range (OD600=30-37), a seed culture is used to inoculate a commercial fermenter (total volume 600 L) containing a chemically defined medium with glycerol as a carbon source. The production fermenter is initially maintained at 30° C., 30% pO 2 and the pH is maintained at 6.9 and growth in the batch phase until the glycerol is depleted. MgSO 4 is added at this time to avoid depletion of this metabolite.

В конце порционной фазы включают экспоненциальную подпитку глицерином и культуру подпитывают определенным количеством глицерина для достижения OD600, приблизительно равным 70 единицам. В этот момент подпитку глицерина переключают с экспоненциальной подпитки на линейную подпитку и экспрессию Fab' индуцируют путем добавления ИПТГ (38,79 г/кг культуры). Клетки собирают через 40 ч после индукции.At the end of the batch phase, an exponential glycerol feed is switched on and the culture is fed with a certain amount of glycerol to achieve an OD600 of approximately 70 units. At this point, the glycerol feed is switched from exponential feed to linear feed and Fab' expression is induced by adding IPTG (38.79 g/kg culture). Cells are harvested 40 hours after induction.

Штамм Е.coli MXE012 представляет собой метаболический мутант Е.coli, содержащий мутацию sprH145A в гене spr, как описано в заявке WO 2011/086136 (включенной в данную заявку во всей полноте).The E. coli strain MXE012 is an E. coli metabolic mutant containing the sprH145A mutation in the spr gene as described in WO 2011/086136 (incorporated herein in its entirety).

Способы восстановления и экстракции.Recovery and extraction methods.

Клетки собирают при помощи непрерывного центрифугирования при помощи тарельчатой центрифуги Westfalia PSC 5.Cells are harvested by continuous centrifugation using a Westfalia PSC 5 plate centrifuge.

Концентрированную суспензию клеток ресуспендируют до исходной концентрации собранных клеток в двухлитровых или пятилитровых стеклянных сосудах путем добавления воды или экстракционного буфера при рН 7,4 до конечной концентрации экстракционного буфера 10 ммоль ЭДТК, 100 ммоль Трис.The concentrated cell suspension is resuspended to the initial concentration of harvested cells in 2 liter or 5 liter glass vials by adding water or extraction buffer at pH 7.4 to a final extraction buffer concentration of 10 mM EDTA, 100 mM Tris.

При необходимости ресуспендированные клетки корректируют до рН 7,2 путем добавления 2,5 моль Трис основания к экстракционному буферу до экстракции белка путем стадии нагревания. Для экстракции нагреванием клетки нагревают до 59°C в течение 10 ч. Температуру и перемешивание поддерживают при помощи программного обеспечения Biostat BPlus control units (Sartorius) и Multiple Fermenter Control System (MFCS®).If necessary, the resuspended cells are adjusted to pH 7.2 by adding 2.5 mol Tris base to the extraction buffer prior to protein extraction by the heating step. For heat extraction, cells are heated to 59° C. for 10 h. Temperature and stirring are maintained using Biostat BPlus control units (Sartorius) and Multiple Fermenter Control System (MFCS®) software.

Очистка образца.Sample cleaning.

Родственные Fab' частицы очищают из образцов экстракции для обеспечения оценки родственных примесей. Образцы экстракции сначала очищают при помощи центрифугирования, сбора очищенной надосадочной жидкости и фильтрации через 0,2 мкм фильтр. Очищенную надосадочную жидкость далее загружают в колонки с 1 мл Белка L (Pierce #89928), промывают фосфатным буфером низкой концентрации при рН 7,4 и элюируют с глициновым буфером при рН 2.8. Продемонстрировано, что смола на основе белка L может захватывать фрагменты Fab' и что восстановление является линейным и воспроизводимым в диапазоне эксперимента.Related Fab' particles are purified from extraction samples to provide an assessment of related impurities. Extraction samples are first purified by centrifugation, collecting the purified supernatant and filtering through a 0.2 µm filter. The purified supernatant is then loaded onto 1 ml Protein L columns (Pierce #89928), washed with low strength phosphate buffer at pH 7.4, and eluted with glycine buffer at pH 2.8. It has been demonstrated that L-protein resin can capture Fab' fragments and that recovery is linear and reproducible over the experimental range.

Анализ образца.Sample analysis.

Очищенные образцы анализируют и подсчитывают при помощи катионообменной хроматографии. Образцы загружают в аналитическую колонку Dionex Pro Рас SCX-10 (Thermo Scientific) и элюируют при помощи солевого градиента. Элюированные белки мониторируют при 280 нм, а также подсчитывают и интерпретируют хроматографические пики в соответствии со стандартной процедурой.Purified samples are analyzed and counted using cation exchange chromatography. Samples were loaded onto a Dionex Pro Pac SCX-10 analytical column (Thermo Scientific) and eluted with a salt gradient. The eluted proteins are monitored at 280 nm and the chromatographic peaks are counted and interpreted according to the standard procedure.

Пример 1.Example 1

Ферментацию проводят в соответствии с процессом В, и белок экстрагируют описанным выше способом. Редокс-потенциал измеряют на протяжении процесса экстракции в контейнерах, применяя пробы ORP (окислительно-восстановительного потенциала) (Broadley James Corporation, Irvine CA) и мониторируют при помощи программного обеспечения MFCS® (Sartorius, Bethlehem PA).The fermentation is carried out according to process B and the protein is extracted as described above. Redox potential is measured throughout the extraction process in containers using ORP (Oxidation Reduction Potential) probes (Broadley James Corporation, Irvine CA) and monitored using MFCS® software (Sartorius, Bethlehem PA).

Для оценки эффекта поддержания редокс-потенциала окружающей среды некоторые контейнеры с экстрактами подвергают воздействию азота, другие подвергают воздействию воздуха во время экстракции, также газ либо пропускают через образец в контейнеры, либо поддерживают его поток в пространстве над продуктом в контейнерах.To evaluate the effect of maintaining the redox potential of the environment, some extract containers are exposed to nitrogen, others are exposed to air during extraction, and the gas is either passed through the sample into the containers, or its flow is maintained in the space above the product in the containers.

Табл. 1, расположенная далее, демонстрирует обзор условий газа-потока контейнера. Все потоки газа поддерживают при скорости потока 1 об/об/мин (объем газа на объем жидкости в минуту, т.е. 1 л/мин для 1 л объема экстракции) при помощи подвода 100% азота или сжатого воздуха.Tab. 1 below shows an overview of container gas-flow conditions. All gas flows are maintained at a flow rate of 1 rpm (gas volume per liquid volume per minute, i.e. 1 L/min for 1 L extraction volume) with a 100% nitrogen or compressed air supply.

Таблица 1Table 1

# экстракции # extraction Условие Condition 1 1 Поток слоя N2 Flow layer N 2 2 2 Поток слоя воздуха Air layer flow 3 3 Барботируемый N2 Bubbled N 2 4 4 Барботируемый воздух Bubbled air

Фиг. 1 и 2 демонстрируют соответствующие редокс- и температурные профили экстракций (фиг. 1)Fig. 1 and 2 show the respective redox and temperature extraction profiles (FIG. 1)

- 10 042536 и ДСН-ПААГ-электрофореза образцов после экстракции (фиг. 2).- 10 042536 and SDS-PAGE electrophoresis of samples after extraction (Fig. 2).

Как можно понять из этих фигур, поддержание слоя азота в течение стадии тепловой обработки поддерживает постоянно низкие показатели редокс-потенциала при минимальном значении приблизительно равном -435 мВ, обычно равном -375 мВ при удержании температуры на уровне 59°C. Подобный низкий редокс-потенциал наблюдается при барботировании азота. Когда буфер, содержащий клеткихозяева, покрывают воздухом вместо азота, можно заметить, что величины редокс-потенциала значительно повышаются во время стадии экстракции нагреванием и становятся положительными (обычно приблизительно равны +45 мВ) при удержании температуры на уровне 59°C. Подобный высокий редокспотенциал наблюдается при барботировании воздуха. Барботирование газа переводят на подачу слоя по ходу экстракции по причине наблюдаемых высоких уровней пенообразования.As can be understood from these figures, maintaining a layer of nitrogen during the cooking step maintains a consistently low redox potential at a minimum value of approximately -435 mV, typically -375 mV while maintaining the temperature at 59°C. A similar low redox potential is observed during nitrogen bubbling. When the buffer containing the host cells is covered with air instead of nitrogen, it can be seen that the redox potential values rise significantly during the heat extraction step and become positive (typically around +45 mV) while holding the temperature at 59°C. A similar high redox potential is observed during air bubbling. Gas sparging is converted to bed feed during extraction due to the observed high levels of foaming.

Фиг. 2 демонстрирует значительное различие в концентрации родственных примесей, что измеряют при помощи ДСН-ПААГ-электрофореза. Фигура демонстрирует, что в присутствии азота восстанавливающих условий во время процесса экстракции нагреванием достаточно для обеспечения значительного снижения концентрации родственных примесей по сравнению с экстракциями, проводимыми в присутствии воздуха.Fig. 2 shows a significant difference in the concentration of related impurities, as measured by SDS-PAGE electrophoresis. The figure demonstrates that in the presence of nitrogen, the reducing conditions during the heat extraction process are sufficient to provide a significant reduction in the concentration of related impurities compared to extractions carried out in the presence of air.

Пример 2.Example 2

Ферментацию в соответствии с процессом А и последующую экстракцию проводят так, как описано ранее. Скорость потока азота в свободном пространстве над продуктом варьируется от 0,1 об/об/мин до 1 об/об/мин в комбинации с варьирующимся перемешиванием и номинальными объемами в соответствии с табл. 2.Fermentation according to process A and subsequent extraction are carried out as described previously. The headspace nitrogen flow rate varies from 0.1 rpm to 1 rpm in combination with varying agitation and nominal volumes according to table. 2.

Таблица 2table 2

Номер экстракции Extract number Подача слоя азота (об/об/мин) Nitrogen layer supply (r/r/min) Об/мин RPM Номинальный объем Nominal volume 1 1 0, 1 0, 1 150 150 1,5 1.5 2 2 1 1 150 150 1,5 1.5 3 3 0, 1 0, 1 450 450 3 3 4 4 1 1 450 450 3 3 5 5 0,55 0.55 300 300 2,25 2.25 6 6 0,55 0.55 300 300 2,25 2.25 7 7 0,55 0.55 300 300 2,25 2.25 8 8 0 0 300 300 2,25 2.25

Как можно отметить на фиг. 3, можно наблюдать четкое влияние подачи слоя азота на клиренс родственных примесей. В экстракции #8, где слой азота не применяется, наблюдаются значительно более высокие концентрации родственных примесей. С другой стороны, фигура также предполагает, что скорость подачи слоя азота может оказывать влияние на клиренс этой примеси при сравнении экстракций 1 и 2, а также 7 и 8.As can be noted in FIG. 3, a clear effect of the nitrogen layer supply on the clearance of related impurities can be observed. In extraction #8, where a nitrogen blanket is not applied, significantly higher concentrations of related impurities are observed. On the other hand, the figure also suggests that the nitrogen layer feed rate may have an effect on the clearance of this contaminant when comparing extractions 1 and 2, and 7 and 8.

Пример 3.Example 3

Ферментацию в соответствии с процессом А и сбор клеток проводят так, как описано ранее. Ресуспендированные клетки-хозяева корректируют до рН 7,2 путем добавления 2,5 моль Трис основания к экстракционному буферу непосредственно перед экстракцией нагреванием. Эту экстракцию нагреванием проводят либо в присутствии, либо в отсутствии подачи слоя азота. Где применимо, подачу слоя азота поддерживают путем насыщения газом свободного пространства над продуктом в контейнере при 1 об/об/мин, применяя 100% азот.Fermentation according to Process A and cell harvest were carried out as previously described. Resuspended host cells are adjusted to pH 7.2 by adding 2.5 mol Tris base to the extraction buffer just prior to heat extraction. This heat extraction is carried out either in the presence or absence of a nitrogen blanket. Where applicable, the supply of a layer of nitrogen is maintained by gassing the headspace of the product in the container at 1 rpm using 100% nitrogen.

На фиг. 4 экстракции 1-3 проводят в присутствии подачи слоя азота, в то время как экстракции 4-6 проводят при подаче воздуха. Результаты снова демонстрируют преимущество присутствия азота, которое приводит к значительно сниженным концентрациям родственных примесей, сохраняющихся после экстракции нагреванием. Дополнительный положительный эффект получают от коррекции рН, проводимой перед экстракцией нагреванием, поскольку кажется, что концентрации родственных примесей еще более снижаются по сравнению с предыдущими примерами.In FIG. 4, extractions 1-3 are carried out in the presence of a nitrogen blanket, while extractions 4-6 are carried out with air. The results again demonstrate the advantage of the presence of nitrogen, which results in significantly reduced concentrations of related impurities remaining after heat extraction. An additional positive effect is obtained from the pH adjustment carried out before the heat extraction, since the concentrations of related impurities seem to be further reduced compared to the previous examples.

Пример 4.Example 4

Влияние экстракции в восстанавливающих условиях также анализируют при меньших объемах, т.е. при применении встряхиваемых колб.The effect of extraction under reducing conditions is also analyzed at smaller volumes, ie. when using shake flasks.

25-100 мл культуры клеток, индуцированной белком, собирают и ресуспендируют в конической колбе Эрлонмейера объемом 250 мл путем добавления воды и 3х экстракционного буфера (рН 7,4) до конечной 1х концентрации экстракционного буфера (10 ммоль ЭДТК, 100 ммоль Трис). Колбы имеют25-100 ml protein-induced cell culture is harvested and resuspended in a 250 ml Erlonmeyer conical flask by adding water and 3x extraction buffer (pH 7.4) to a final 1x concentration of extraction buffer (10 mM EDTA, 100 mM Tris). The flasks have

- 11 042536 уплотняющую пробку и изготовлены из поликарбоната для минимизации проникновения кислорода в колбу. Подачу слоя азота осуществляют в газообразную фазу колб при помощи одноразовой перчаточной сумки (Aldrich AtmosBag, кат. #Z530220) с непрерывным потоком азота, проходящим через перчаточную сумку. Колбы запаивают перед удалением из перчаточной сумки и проведением экстракции нагреванием. Образцы также изготавливают на лабораторном столе (с воздухом в качестве слоя в газообразной фазе колб) для сравнения. Экстракцию нагреванием проводят при 60°C в течение 10 ч в инкубаторе для встряхиваемых колб (New Brunswick Innova42). Редокс-потенциал измеряют в каждой колбе после экстракции, применяя пробы Broadley James ORP. Стадию тепловой обработки также проводят на встряхиваемых колбах различных номинальных объемов для оценки влияния соотношений различных площадей поверхности к объему на экстракцию белка. В табл. 3 резюмированы изучаемые условия проведения эксперимента.- 11 042536 sealing plug and made of polycarbonate to minimize the penetration of oxygen into the flask. The nitrogen layer was fed into the gaseous phase of the flasks using a disposable glove bag (Aldrich AtmosBag, cat. #Z530220) with a continuous stream of nitrogen passing through the glove bag. The flasks are sealed prior to removal from the glove bag and heat extraction. Samples are also made on a laboratory bench (with air as a layer in the gaseous phase of the flasks) for comparison. The heat extraction is carried out at 60° C. for 10 hours in a shake flask incubator (New Brunswick Innova42). The redox potential is measured in each flask after extraction using Broadley James ORP samples. The heat treatment step is also carried out on shake flasks of various nominal volumes to evaluate the effect of various surface area to volume ratios on protein extraction. In table. 3 summarizes the experimental conditions under study.

Таблица 3Table 3

# экстракции # extractions Состав Compound Номинальный объем (мл) Nominal volume (ml) 1 1 Азот Nitrogen 25 25 2 2 Азот Nitrogen 50 50 3 3 Азот Nitrogen 100 100 4 4 Воздух Air 25 25 5 5 Воздух Air 50 50 6 6 Воздух Air 100 100

Фиг. 5 демонстрирует, что встряхиваемые колбы, которые изготавливают в присутствии подачи слоя азота, поддерживают более восстанавливающую среду в экстракте по сравнению с встряхиваемыми колбами, которые изготавливают в присутствии воздуха. Фигура также демонстрирует, что встряхиваемые колбы с большим номинальным объемом являются более восстанавливающими по сравнению с колбами меньшего номинального объема, скорее всего по причине более низкой скорости окисления экстракта из-за меньшего соотношения площади поверхности к объему. Все колбы, изготавливаемые с воздухом, имеют положительную конечную точку величины редокс-потенциала при отсутствии корреляции с номинальным объемом.Fig. 5 demonstrates that shake flasks that are made in the presence of a nitrogen blanket maintain a more reducing environment in the extract compared to shake flasks that are made in the presence of air. The figure also demonstrates that the larger nominal volume shake flasks are more reducing than the smaller nominal volume flasks, most likely due to the slower rate of extract oxidation due to the lower surface area to volume ratio. All flasks manufactured with air have a positive redox endpoint with no correlation to nominal volume.

Фиг. 6 демонстрирует, что встряхиваемые колбы, которые изготавливают в присутствии азота, имеют значительно более низкие концентрации родственных примесей после экстракции. Все колбы, изготовленные с азотом (конечная точка диапазона редокс-потенциала от -10 до -116 мВ) демонстрируют значительно более низкие концентрации родственных примесей по сравнению с колбами, изготавливаемыми с воздухом (конечная точка диапазона редокс-потенциала от +79 до +97 мВ).Fig. 6 demonstrates that shake flasks, which are made in the presence of nitrogen, have significantly lower concentrations of related impurities after extraction. All flasks made with nitrogen (end point of the ORP range from -10 to -116 mV) show significantly lower concentrations of related impurities compared to flasks made with air (end point of the ORP range from +79 to +97 mV ).

Пример 5.Example 5

Fab', специфически связывающийся с ФНО-альфа человека, имеет более высокую температуру плавления (Tm) по сравнению с НСР (белками клетки-хозяина) - свойство, которое используют во время стадии тепловой обработки. Нагревание денатурирует значительное количество НСР и родственных примесей, вызывая из агрегацию и удаление во время стадий экстракции. Несмотря на это, как описано в предыдущих примерах, удаление этих примесей значительно улучшается при применении подачи слоя азота, принимая во внимание сниженный редокс-потенциал. Считают, что восстанавливающая среда облегчает удаление примесей из-за восстановления внутрицепочечных связей в этих соединениях во время нагревания, что приводит к снижению температуры плавления примесей.Fab' that specifically binds to human TNF-alpha has a higher melting point (Tm) than HCPs (host cell proteins), a property that is exploited during the cooking step. Heating denatures a significant amount of HCP and related impurities, causing them to aggregate and be removed during the extraction steps. Despite this, as described in the previous examples, the removal of these impurities is significantly improved when applying a nitrogen layer supply, taking into account the reduced redox potential. It is believed that the reducing medium facilitates the removal of impurities due to the reduction of intrachain bonds in these compounds during heating, which leads to a decrease in the melting point of impurities.

Для того чтобы подтвердить сказанное выше измеряют температуру плавления двух основных соединений родственных примесей в невосстанавливающих и восстанавливающих условиях. Эти восстанавливающие условия достигаются путем применения TCEP-HCL (трис-(2-карбоксиэтил)фосфингидрохлорида) для имитации окружающей среды, созданной потоком слоя азота, применяемым во время экстракции.In order to confirm the above, the melting points of the two main compounds of related impurities are measured under non-reducing and reducing conditions. These reducing conditions are achieved by using TCEP-HCL (tris-(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride) to simulate the environment created by the nitrogen layer flow applied during extraction.

Измерения проводят при помощи анализа Thermofluor, основанного на применении гидрофобного флуорофора, который связывается с белком, при условии, что все его гидрофобные области доступны. В этом конкретном случае флуорофор представляет собой SYPRO orange (5000х концентрация в диметилсульфоксиде (ДМСО, DMSO); Life Technologies S-6650). Это обеспечивает мониторирование процесса разворачивания в условиях денатурации (например, повышения температуры) путем определения флуоресценции, испускаемой красителем, когда он связан с белком, с применением системы ПЦР в реальном времени (7900НТ fast realtime PCR system от Life Technologies). Образцы инкубируют при повышающейся температуре (с 25 до 99°C при 30-секундном задержании и увеличении на 0,5°C) и регистрируют испускание флуоресценции. Данные наносят на схему, и точку плавления белка определяют путем нахождения точки перегиба кривой.Measurements are made using the Thermofluor assay, which is based on the use of a hydrophobic fluorophore that binds to a protein, provided that all of its hydrophobic regions are accessible. In this particular case, the fluorophore is SYPRO orange (5000x concentration in dimethyl sulfoxide (DMSO, DMSO); Life Technologies S-6650). This allows monitoring of the unfolding process under denaturing conditions (eg, temperature rise) by detecting the fluorescence emitted by the dye when bound to the protein using a real-time PCR system (7900HT fast realtime PCR system from Life Technologies). Samples are incubated at increasing temperature (from 25 to 99° C. with a 30 second hold and an increase of 0.5° C.) and fluorescence emission is recorded. The data is plotted on a chart and the melting point of the protein is determined by finding the inflection point of the curve.

В этом случае две очищенные родственные примеси определяют в цитратно-фосфатном буфере с рН 5,0 и 7,0 и натрий-фосфатном буфере с рН 7,4. Применяют две различные концентрации TCEP-HCLIn this case, the two purified related impurities are determined in citrate-phosphate buffer pH 5.0 and 7.0 and sodium phosphate buffer pH 7.4. Apply two different concentrations of TCEP-HCL

- 12 042536 для получения молярного соотношения белок:восстанавливающее средство 2:1 и 10:1 и образец без- 12 042536 to obtain a molar ratio of protein:reducing agent 2:1 and 10:1 and a sample without

TCEP-HCL изучают параллельно в качестве контроля.TCEP-HCL is studied in parallel as a control.

Фиг. 7 демонстрирует результаты определения термостабильности для двух основных соединений родственных примесей. Продемонстрирована корреляция редокс-потенциала и термостабильности (температура плавления); чем ниже редокс-потенциал, тем ниже температура плавления белка. Подобный эффект описывают для рН, когда значение рН становится более нейтральным. Оба показателя обеспечивают большую склонность родственных примесей к деградации, таким образом облегчая их удаление.Fig. 7 shows thermal stability results for two major related impurity compounds. The correlation between redox potential and thermal stability (melting point) has been demonstrated; the lower the redox potential, the lower the melting point of the protein. A similar effect is described for pH as the pH becomes more neutral. Both indicators provide a greater propensity for related impurities to degrade, thus facilitating their removal.

Выводы.Conclusions.

В целом данные демонстрируют важность поддержания восстанавливающей среды (низкого редокс-потенциала) во время стадии нагревания для обеспечения значительного снижения концентрации родственных примесей во время экстракции белка. Более того, данные демонстрируют, что эта восстанавливающая среда обеспечивается путем применения потока слоя азота и в случае отсутствия потока слоя азота редокс-потенциал окружающей среды является значительно менее восстанавливающим, что приводит в более высоким концентрациям родственных примесей.Overall, the data demonstrate the importance of maintaining a reducing environment (low redox potential) during the heating step to ensure a significant reduction in the concentration of related impurities during protein extraction. Moreover, the data demonstrate that this reducing environment is provided by applying a nitrogen bed flow and in the absence of a nitrogen bed flow, the redox potential of the environment is significantly less reducing, resulting in higher concentrations of related impurities.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения белка, представляющего интерес, где указанный белок экспрессирован в периплазме клетки-хозяина, представляющей собой Е.coli, включающий1. A method for obtaining a protein of interest, where the specified protein is expressed in the periplasm of the host cell, which is E. coli, including a) культивирование указанных клеток-хозяев в условиях, способствующих тому, что они экспрессируют указанный белок;a) culturing said host cells under conditions conducive to expressing said protein; b) сбор клеток-хозяев из культуральной жидкости;b) collecting host cells from the culture fluid; c) добавление экстракционного буфера к клеткам-хозяевам; иc) adding extraction buffer to host cells; And d) подвергание клеток-хозяев в буфере тепловой обработке, где редокс-потенциал буфера поддерживают ниже 0 мВ путем добавления азота к газообразной фазе контейнера в качестве потока слоя во время указанной стадии тепловой обработки и указанную тепловую обработку проводят при температуре от 30 до 70°C, причем белок, представляющий интерес, экстрагируется таким образом из периплазмы.d) exposing the host cells in buffer to a heat treatment where the redox potential of the buffer is maintained below 0 mV by adding nitrogen to the gaseous phase of the container as a layer stream during said heat treatment step and said heat treatment is carried out at a temperature of 30 to 70°C , wherein the protein of interest is thus extracted from the periplasm. 2. Способ по п.1, где тепловую обработку проводят в контейнере и указанный редокс-потенциал поддерживают путем снижения содержания кислорода (O2), присутствующего в газообразной фазе в контейнере во время экстракции белка.2. The method of claim 1, wherein the heat treatment is carried out in a container and said redox potential is maintained by reducing the amount of oxygen (O 2 ) present in the gaseous phase in the container during protein extraction. 3. Способ по п.1 или 2, где азот (N2) добавляют в газообразную фазу контейнера, причем указанная газообразная фаза содержит по меньшей мере 50% N2.3. The method according to claim 1 or 2, wherein nitrogen (N 2 ) is added to the gaseous phase of the container, said gaseous phase containing at least 50% N 2 . 4. Способ по п.1, где указанную стадию нагревания проводят при температуре от 55 до 65°C.4. The method of claim 1, wherein said heating step is carried out at a temperature of 55 to 65°C. 5. Способ по любому из пп.1-4, где указанную температуру поддерживают в течение периода времени от 1 до 18 ч.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein said temperature is maintained for a period of time from 1 to 18 hours. 6. Способ по любому из пп.1-5, где рН буфера измеряют после добавления к клеткам-хозяевам и перед тепловой обработкой.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the pH of the buffer is measured after addition to the host cells and before heat treatment. 7. Способ по п.6, где рН буфера составляет или скорректирован до значений рН от 6 до 9.7. The method according to claim 6, wherein the pH of the buffer is or adjusted to pH values between 6 and 9. 8. Способ по любому из пп.1-7, где белок представляет собой рекомбинантный белок, кодируемый экспрессионным вектором.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the protein is a recombinant protein encoded by an expression vector. 9. Способ по п.8, где белок представляет собой рекомбинантное антитело или фрагмент рекомбинантного антитела.9. The method of claim 8, wherein the protein is a recombinant antibody or recombinant antibody fragment. 10. Способ по п.8 или 9, где указанное рекомбинантное антитело или фрагмент рекомбинантного антитела специфически связывается с ФНО-альфа или CD154.10. The method of claim 8 or 9, wherein said recombinant antibody or recombinant antibody fragment specifically binds to TNF-alpha or CD154.
EA201791424 2014-12-22 2015-12-18 GETTING PROTEIN EA042536B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14199717.1 2014-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042536B1 true EA042536B1 (en) 2023-02-22

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102533455B1 (en) protein manufacturing
JP4056880B2 (en) Bacterial host strain
RU2201455C2 (en) Method of preparing foreign protein in escherichia coli cells, plasmid vector and transformed strain escherichia coli for expression of foreign protein
US7579448B2 (en) Purification of microbial cell fermentation homogenates
JP5935222B2 (en) Protein purification process
AU2005305681B2 (en) Process for obtaining antibodies
JP2014129358A5 (en)
EA042536B1 (en) GETTING PROTEIN
KR20240005876A (en) Method for producing recombinant proteins
WO2024079114A1 (en) Process for the production of recombinant proteins
US20070298462A1 (en) Process for Obtaining Antibodies