FR2559500A1 - CELL CULTURE PROCESS WITH BARBOTAGE OF A GAS - Google Patents

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FR2559500A1 FR8501963A FR8501963A FR2559500A1 FR 2559500 A1 FR2559500 A1 FR 2559500A1 FR 8501963 A FR8501963 A FR 8501963A FR 8501963 A FR8501963 A FR 8501963A FR 2559500 A1 FR2559500 A1 FR 2559500A1
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CULTURE DE CELLULES N'AYANT PAS DE PAROI. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE SELON LEQUEL UN GAZ EST INTRODUIT DIRECTEMENT DANS LE MILIEU DE CULTURE 22 PAR UNE TETE DE BARBOTAGE 28, AVEC UN DEBIT SUFFISANT POUR QUE LA CONCENTRATION D'OXYGENE ET D'ANHYDRIDE CARBONIQUE RESTE CONSTANTE DANS LE MILIEU. LES CELLULES SONT ENCAPSULEES DANS DES MEMBRANES SEMI-PERMEABLES QUI LES PROTEGENT CONTRE LES DETERIORATIONS PHYSIQUES. APPLICATION A LA PRODUCTION DE PROTEINES ET D'ANTICORPS PAR DES CULTURES CELLULAIRES.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR CULTURE OF NON-WALL CELLS. IT RELATES TO A PROCESS IN WHICH A GAS IS INTRODUCED DIRECTLY INTO THE CULTURE MEDIUM 22 BY A SPRAY HEAD 28, WITH A SUFFICIENT FLOW SO THAT THE CONCENTRATION OF OXYGEN AND CARBON ANHYDRIDE REMAINS CONSTANT IN THE MEDIUM. THE CELLS ARE ENCAPSULATED IN SEMI-PERMEABLE MEMBRANES WHICH PROTECT THEM AGAINST PHYSICAL DAMAGE. APPLICATION TO THE PRODUCTION OF PROTEINS AND ANTIBODIES BY CELLULAR CULTURES.

Description

La présente invention concerne un procédé de culture de cellules fragiles,The present invention relates to a method for culturing fragile cells,

capables de proliférer, et plus précisément un procédé destiné à optimiser  able to proliferate, and more precisely a process designed to optimize

l'échange gazeux dans des cultures de telles cellules.  gas exchange in cultures of such cells.

Les cellules bénéficiant du procédé de l'invention sont notamment des lignées de cellules animales telles que diverses cellules de myélomes, des lignées de cellules transformées naturellement ou articifiellement à partir f de culture primaire, des cellules associées telles que les hybridomes, les cellules transformées malignes et d'autres cellules n'ayant pas de paroi, par exemple  The cells benefiting from the method of the invention are, in particular, animal cell lines such as various myeloma cells, cell lines naturally or artificially transformed from primary culture, associated cells such as hybridomas, transformed malignant cells. and other cells without a wall, for example

les sphéroplastes.spheroplasts.

On sait que l'oxygène est essentiel aux cultures de cellules animales, et que la quantité d'oxygène disponible, pouvant diffuser dans une cellule, est  Oxygen is known to be essential for animal cell cultures, and the amount of available oxygen that can diffuse into a cell is

importante pour la viabilité et la croissance des cel-  important for the viability and growth of

lules. En général, une quantité trop faible d'oxygène  Lules. In general, too little oxygen

peut tuer une cellule ou, au mieux, limiter sa croissance.  can kill a cell or, at best, limit its growth.

Dans un exemple, la croissance de culture d'hybridomes nécessite au moins 0,12 millimole environ d'oxygène par litre et par heure pour 109 cellules. Lorsque la quantité d'oxygène disponible est plus faible, la mitose et la production des protéines sont limitées. En outre, une quantité trop importante d'oxygène peut provoquer une certaine toxicité de l'oxygène qui peut tuer une cellule par oxydation de protéines essentielles. Un  In one example, the growth of hybridoma culture requires at least about 0.12 millimole of oxygen per liter per hour for 109 cells. When the amount of available oxygen is lower, mitosis and protein production are limited. In addition, too much oxygen can cause some toxicity of oxygen that can kill a cell by oxidation of essential proteins. A

taux de consommation d'oxygène par des cultures cellu-  rate of oxygen consumption by cell cultures

laires augmente avec la croissance de la culture et, lorsque la densité de la culture cellulaire augmente, le transfert de quantités convenables d'oxygène de la surface de la culture à son volume interne est de  the growth of the culture and, as the density of the cell culture increases, the transfer of suitable amounts of oxygen from the culture surface to its internal volume is

plus en plus difficile.more and more difficult.

L'anhydride carbonique, qui a une influence sur le pH et la concentration du bicarbonate, est aussi nécessaire à l'entretien de la croissance des cellules animales; son réglage est primordial lorsque de grandes  Carbon dioxide, which influences the pH and concentration of bicarbonate, is also necessary for maintenance of animal cell growth; its setting is paramount when large

quantités de cellules doivent être produites.  quantities of cells must be produced.

Les techniques classiques de culture des cellules des mammifères à l'échelle de laboratoire comprennent la mise en suspension des cellules dans un milieu placé  Conventional techniques for culturing mammalian cells on a laboratory scale include suspending cells in a placed medium.

dans une boîte de Petri. L'oxygène et l'anhydride car-  in a Petri dish. Oxygen and carbohydrate

bonique diffusent à travers la surface du milieu et dans les cellules. La hauteur du milieu de culture - a une influence sur la vitesse de diffusion d'oxygène et d'anhydride carbonique vers les cellules. Lorsque la hauteur d'un milieu augmente, le rapport de la surface du milieu au volume de celui-ci diminue. A un certain moment, la concentration de l'oxygène et de l'anhydride carbonique dans l'air au-dessus de la boite et/ou la vitesse de dissolution dans le milieu ne suffisent plus pour que la concentration du gaz soit suffisante dans tout le volume du milieu en fonction des critères de croissance des cellules. A ce moment, la disponibilité  bonic diffuse through the middle surface and into the cells. The height of the culture medium - influences the rate of diffusion of oxygen and carbon dioxide to the cells. As the height of a medium increases, the ratio of the area of the medium to the volume of it decreases. At a certain moment, the concentration of oxygen and carbon dioxide in the air above the box and / or the rate of dissolution in the medium are no longer sufficient for the concentration of the gas to be sufficient in all the volume of the medium according to the cell growth criteria. At this moment, availability

d'oxygène devient un facteur qui limite la croissance.  of oxygen becomes a factor that limits growth.

Ainsi, la technique connue montre qu'on doit maintenir la hauteur du milieu, dans ces cultures statiques, à une valeur de quelques millimètres. De façon générale, la limite supérieure de la densité des cellules dans de telles cultures, lorsque l'espace supérieur contient de l'air qui fournit l'oxygène, est d'environ 105 cellules  Thus, the known technique shows that the height of the medium, in these static cultures, must be kept at a value of a few millimeters. In general, the upper limit of cell density in such cultures, when the upper space contains air that provides oxygen, is about 105 cells.

par centimètre cube de culture.per cubic centimeter of culture.

Lorsque les techniques de cultures cellulaires sont mises en oeuvre à une autre échelle afin que des cellules de mammifères soient cultivées en quantités permettant une production, des difficultés se présentent  When cell culture techniques are implemented on a different scale so that mammalian cells are cultured in production quantities, difficulties arise.

pour l'entretien de la disponibilité de quantités suffi-  for the maintenance of the availability of sufficient quantities

santes d'oxygène pour que les critères fixés par les cellules soient satisfaits, comme décrit dans l'ouvrage de Glacken et al., Mammalian Cell Culture: Engineering Principles and Scale-up Trends in Biotechnology, Elsevier  to the criteria set by the cells are met, as described in the work of Glacken et al., Mammalian Cell Culture: Engineering Principles and Scale-up Trends in Biotechnology, Elsevier

Science Publications, 0166-9430/83, p. 102 (1983).  Science Publications, 0166-9430 / 83, p. 102 (1983).

Une solution à ce problème est la mise à disposition de plus grandes concentrations d'oxygène et d'anhydride carbonique dans l'espace délimité au-dessus de la surface  A solution to this problem is the provision of higher concentrations of oxygen and carbon dioxide in the space bounded above the surface

du milieu, lorsque la densité cellulaire augmente.  middle, when the cell density increases.

Cependant, dans ce procédé, la quantité d'oxygène présente peut être trop importante près de la surface du milieu, et elle peut provoquer une toxicité par l'oxygène, et des capteurs d'oxygène et des dispositifs coûteux de dosage doivent constamment vérifier et régler la concentration d'oxygène dans le milieu afin que les proportions optimales des gaz dans le milieu soient maintenues. Dans le cas de la croissance de cellules ayant des parois, par exemple les cellules procaryotiques, les gaz sont souvent introduits directement par barbotage dans le milieu afin que les cellules reçoivent le gaz aux concentrations nécessaires. Cependant, le barbotage direct ne convient pas à la structure des cellules qui n'ont pas de parois, qui sont très fragiles, et qui sont détériorées physiquement lorsque le gaz barbote  However, in this process, the amount of oxygen present may be too great near the surface of the medium, and it may cause oxygen toxicity, and oxygen sensors and expensive dosing devices must constantly check and adjust the oxygen concentration in the medium so that the optimal proportions of the gases in the medium are maintained. In the case of growth of cells having walls, for example prokaryotic cells, the gases are often introduced directly by bubbling into the medium so that the cells receive the gas at the necessary concentrations. However, direct sparging is not suitable for the structure of cells that have no walls, which are very fragile, and which are physically damaged when the gas bubbles.

avec des débits suffisamment élevés pour que les concen-  with sufficiently high bitrates so that the concentrations

trations convenables de gaz soient maintenues dans le milieu. En outre, les constituants à base de protéines du milieu qui sont habituellement nécessaires dans toutes les cultures de cellules animales, forment une mousse à la surface du milieu et cette mousse peut piéger les cellules. Les cellules piégées dans la mousse meurent rapidement. Des agents antimousses qui peuvent être ajoutés au milieu afin qu'ils empêchent la formation d'une mousse, sont potentiellement toxiques pour les  Proper gas treatments are maintained in the medium. In addition, the protein-based constituents of the medium that are usually required in all animal cell cultures form a foam on the surface of the medium and this foam can trap cells. The cells trapped in the moss die quickly. Defoaming agents that can be added to the medium to prevent foam formation are potentially toxic to

cellules présentes dans la culture.  cells present in the culture.

Comme décrit dans l'article précité de Glacken, des progrès récents dans le domaine de la culture des cellules ont porté sur la mise des cellules dans des capsules d'un alginate de calcium afin que les densités cellulaires puissent être élevées. Le brevet des Etats-Unis  As described in the aforementioned Glacken article, recent advances in the field of cell culture have focused on placing cells in calcium alginate capsules so that cell densities can be elevated. The US patent

d'Amérique n 4 352 883 décrit l'encapsulation de cel-  No. 4,352,883 discloses the encapsulation of this

lules afin qu'elles soient protégées contre des agents nuisibles tels que des bactéries. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 409 331 décrit un procédé de production de matières animales ou cellulaires d'un autre type  lules so that they are protected against harmful agents such as bacteria. U.S. Patent No. 4,409,331 discloses a process for producing animal or cellular material of another type.

par récolte de ces produits à partir de cultures cellu-  harvesting these products from cell cultures

laires encapsulées, les cellules étant placées dans  encapsulated cells, the cells being placed in

des capsules à membranes semi-perméables.  semi-permeable membrane capsules.

Comme l'indique la description qui précè4de,  As indicated in the foregoing description,

il est souhaitable d'assurer un échange perfectionné des gaz lors de la culture des cellules des mammifères et d'autres cellules fragiles. Ainsi, l'invention concerne l'optimisation de la concentration des gaz dans un milieu sans détérioration des cellules et sans  it is desirable to ensure an improved exchange of gases when culturing mammalian cells and other fragile cells. Thus, the invention concerns the optimization of the concentration of gases in a medium without deterioration of the cells and without

mise en oeuvre de techniques coûteuses de contrôle.  implementation of expensive control techniques.

Elle concerne aussi un procédé de croissance de cultures cellulaires importantes, par exemple de 20 à 30 litres, avec des densités cellulaires élevées, par exemple de 108 cellules/cm3. Elle concerne aussi la culture de cellules n'ayant pas de parois, par exemple des cellules animales ou des sphéroplastes, par barbotage de gaz destiné à donner les quantités de gaz nécessaires  It also relates to a method of growing large cell cultures, for example from 20 to 30 liters, with high cell densities, for example of 108 cells / cm3. It also relates to the culture of cells having no walls, for example animal cells or spheroplasts, by bubbling gas to give the necessary amounts of gas

aux cellules sans que celles-ci soient détériorées.  to the cells without these being deteriorated.

Elle concerne aussi la croissance de cellules animales dans des cultures avec des densités comparables à celles  It also concerns the growth of animal cells in crops with densities comparable to those

de nombreux tissus normaux.many normal tissues.

Plus précisément, l'invention concerne un  More specifically, the invention relates to a

procédé de culture efficace de cellules fragiles, c'est-à-  efficient culture process of fragile cells, that is,

dire de cellules n'ayant pas de parois, à des densités élevées. Le procédé comprend la mise en suspension, dans un milieu, de capsules sphéroidales contenant une culture germe des cellules à cultiver. Les capsules ont des membranes semi-perméables qui suffisent pour la protection des cellules contre les détériorations physiques et qui sont suffisamment perméables pour qu'elles permettent la traversée des gaz, des ions, des vitamines, des matières nutritives essentielles, etc.,  say cells with no walls, at high densities. The method comprises suspending, in a medium, spheroidal capsules containing a seed culture of the cells to be cultured. The capsules have semi-permeable membranes which are sufficient for the protection of the cells against physical deterioration and which are sufficiently permeable so that they allow the passage of gases, ions, vitamins, essential nutrients, etc.,

nécessaires à l'entretien de la croissance des cellules.  necessary for the maintenance of cell growth.

Un gaz contenant les constituants nécessaires aux cellules barbote directement dans le milieu, parmi les capsules en suspension, de manière continue ou intermittente, pendant la croissance cellulaire. La composition du  A gas containing the constituents necessary for the cells is bubbled directly into the medium, among the suspended capsules, continuously or intermittently during cell growth. The composition of

gaz de barbotage suffit pour que la concentration d'oxy-  bubbling gas is sufficient for the oxy-

gène et/ou d'anhydride carbonique reste pratiquement constante dans le milieu, cette concentration étant suffisante pour que les cellules reçoivent l'oxygène et/ou l'anhydride carbonique en quantités convenant bien à l'entretien de la mitose des cellules et de leur métabolisme. L'utilisation des milieux classiques et de cette technique de barbotage de gaz permet la croissance de cellules, dans les capsules, avec des densités de l'ordre de 5.108 cellules par centimètre cube de capsules déposées. Le cas échéant, les substances  gene and / or carbon dioxide remains substantially constant in the medium, this concentration being sufficient for the cells to receive oxygen and / or carbon dioxide in amounts suitable for the maintenance of mitosis cells and their metabolism. The use of conventional media and this technique of gas bubbling allows the growth of cells in the capsules with densities of the order of 5 × 10 8 cells per cubic centimeter of capsules deposited. Where appropriate, the substances

qui sont produites par les cellules peuvent être récol-  that are produced by the cells can be harvested

tées soit à l'intérieur des capsules soit dans le  either inside the capsules or in the

le milieu.the middle.

Dans des modes de réalisation préférés, lors de la culture de cellules animales, le gaz de barbotage contient de l'anhydride carbonique et de l'oxygène en quantités équilibrées qui suffisent à l'obtention  In preferred embodiments, when culturing animal cells, the sparging gas contains carbon dioxide and oxygen in balanced amounts sufficient to obtain

de la teneur voulue en O2/CO2 dans le milieu. De préfé-  the desired level of O2 / CO2 in the medium. Preferably

rence, la teneur en 02/C02 du milieu est suffisante pour que la densité des cellules soit maximale dans les capsules, car la croissance cellulaire optimale est favorisée. Cela signifie que l'oxygène est présent dans le gaz de barbotage à une valeur comprise entre environ 0,2 et 600 millibars, de préférence d'au moins 0,2 à 270 millibars et, de façon optimale pour les  In contrast, the content of O 2 / CO 2 in the medium is sufficient for maximal cell density in the capsules because optimal cell growth is favored. This means that the oxygen is present in the sparging gas at a value between about 0.2 and 600 millibars, preferably at least 0.2 to 270 millibars, and optimally for

cellules des mammifères, entre 200 et 230 millibars.  mammalian cells, between 200 and 230 millibars.

Les cellules des mammifères qui peuvent être cultivées selon ce procédé sont avantageusement des  Mammalian cells that can be cultured according to this method are advantageously

cellules obtenues par manipulation génétique, des cel-  cells obtained by genetic manipulation,

lules de myélomes et les hybridomes et autres cellules associées. Un avantage essentiel de la technique selon l'invention pour la culture des cellules de mammifères par barbotage assurant un échange gazeux est que les cellules ont accès à d'abondantes réserves de gaz. Ainsi, des cultures même denses et volumineuses peuvent recevoir de l'oxygène et/ou de l'anhydride carbonique à des concentrations telles que l'échange des gaz ne devient pas un facteur limitant la croissance. Ceci est possible parce que les cellules sont encapsulées dans des membranes  lules of myelomas and hybridomas and other associated cells. An essential advantage of the technique according to the invention for the culture of mammalian cells by bubbling ensuring a gas exchange is that the cells have access to abundant gas reserves. Thus, even dense and bulky cultures can receive oxygen and / or carbon dioxide at such concentrations that the exchange of gases does not become a growth limiting factor. This is possible because the cells are encapsulated in membranes

et sont ainsi protégées contre les détériorations phy-  and are thus protected against physical deterioration

siques provoquées normalement par le barbotage. Ce dernier est un procédé efficace d'introduction, dans le milieu, de concentrations optimales d'oxygène et  normally caused by bubbling. The latter is an efficient method of introducing, into the medium, optimal oxygen concentrations and

d'anhydride carbonique parce qu'un équilibre peut s'éta-  of carbon dioxide because a balance can be

blir avec un débit de barbotage de seuil entre la concen-  blir with a threshold bubbling rate between the concentration

tration des gaz dans les gaz de barbotage et la concen-  of the gases in the splash gas and the concentration

tration des gaz dans le milieu. Des concentrations d'oxygène et d'anhydride carbonique à l'intérieur du milieu peuvent ainsi être réglées à des valeurs optimales  of gases in the environment. Concentrations of oxygen and carbon dioxide inside the medium can thus be adjusted to optimal values.

par réglage des concentrations dans le gaz de barbotage.  by adjusting the concentrations in the sparging gas.

La nécessité de l'utilisation d'un appareillage coûteux  The need for the use of expensive equipment

de contrôle et de dosage de gaz est ainsi supprimée.  control and dosing of gas is thus suppressed.

D'autres caractéristiques et avantages de  Other features and benefits of

l'invention ressortiront mieux de la description qui  the invention will emerge more clearly from the description which

va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement des cellules de mammifères enrobées dans une microcapsule, pouvant être utilisées selon l'invention; la figure 2 représente schématiquement un appareil de culture de cellules destiné à la mise en oeuvre de l'invention; la figure 3 est un graphique représentant le nombre total de cellules par centimètre cube du milieu en fonction du temps pour diverses cultures réalisées par lots, avec ou sans barbotage de gaz; la figure 4 est un graphique représentant la variation de la quantité de cellules par centimètre cube de cellules déposées en fonction du temps, dans le cas d'une culture encapsulée, à alimentation continue et à barbotage de gaz, ce graphique représentant les densités de cellules qui peuvent être obtenues à l'aide du procédé selon l'invention; et la figure 5 est un graphique analogue à la  will follow, made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows schematically mammalian cells coated in a microcapsule, which can be used according to the invention; Figure 2 schematically shows a cell culture apparatus for implementing the invention; Fig. 3 is a graph showing the total number of cells per cubic centimeter of medium as a function of time for various batch cultures, with or without gas bubbling; FIG. 4 is a graph showing the change in the amount of cells per cubic centimeter of cells deposited as a function of time, in the case of an encapsulated, continuous feeding and gas bubbling culture, this graph showing the cell densities which can be obtained using the process according to the invention; and Figure 5 is a graph similar to the

figure 4, représentant la croissance d'une culture ali-  Figure 4, representing the growth of a food culture

mentée de façon discontinue.discontinued.

La présente invention repose sur l'observation du fait que les cellules n'ayant pas de parois, par exemple les cellules de mammifères, encapsulées dans  The present invention is based on the observation that cells having no walls, for example mammalian cells, encapsulated in

des membranes semi-perméables, sont pratiquement insensi-  semipermeable membranes, are practically insensitive

bles aux détériorations physiques et aux problèmes de toxicité par l'oxygène dus au barbotage des gaz,  physical deterioration and oxygen toxicity problems due to gas sparging,

et que le barbotage des gaz peut être utilisé effica-  and that gas sparging can be used effectively

cement pour la transmission d'oxygène et/ou d'anhydride carbonique à de telles cellules. L'utilisation du procédé selon l'invention permet l'équilibrage de la concentration d'oxygène et d'anhydride carbonique afin que leurs valeurs soient optimales dans un milieu, et les rendements  cement for the transmission of oxygen and / or carbon dioxide to such cells. The use of the process according to the invention allows the equilibration of the concentration of oxygen and carbon dioxide so that their values are optimal in a medium, and the yields

cellulaires obtenus peuvent être accrus dans des réci-  obtained cells can be increased in reci-

pients de culture de cellules à grande échelle. Comme les concentrations de 0 2 et CO2 dans le milieu sont proportionnelles à leur concentration dans les gaz de barbotage, le contr8le de la concentration et le  cell culture pients on a large scale. Since the concentrations of 0 2 and CO2 in the medium are proportional to their concentration in the sparging gases, the control of the concentration and the

coût correspondant sont éliminés.  corresponding cost are eliminated.

On considère maintenant la figure 1 qui indique que les cellules 11 de mammifères peuvent être encapsulées dans des capsules sphéroidales 13, par exemple sphériques, par mise en oeuvre du procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 352 883. Les techniques actuellement préférées d'encapsulation sont décrites dans la demande de brevet déposée ce jour  FIG. 1, which indicates that mammalian cells 11 can be encapsulated in spheroidal capsules 13, for example spherical, by the method described in US Pat. No. 4,352,883. presently preferred encapsulation techniques are described in the patent application filed today.

par la Demanderesse sous le titre "Procédé d'encapsula-  by the Applicant under the title "Process of encapsulation

tion, notamment de cellules, dans des membranes semi-  including cells, in semi-

perméables". Par exemple, un procédé d'encapsulation comprend la formation d'une suspension contenant environ 106 cellules par centimètre cube dans une solution  For example, an encapsulation method comprises forming a suspension containing about 10 6 cells per cubic centimeter in a solution.

à 1 % (en poids/volume) d'alginate de sodium ("NaG-Kelco LV")>.  to 1% (w / v) sodium alginate ("NaG-Kelco LV").

La densité des cellules dans cette suspension détermine le nombre de cellules par capsule dans la culture germe finalement produite. La suspension est transférée à un appareil ayant une tête de projection, formé d'un boîtier ayant une buse supérieure d'admission d'air et un corps creux allongé emmanché par friction dans un bouchon. Une seringue, par exemple de 10 cm3, équipée d'une pompe progressive, est montée sur le bottier, avec une aiguille, par exemple de 0,25 mm de diamètre interne, revêtue de téflon, passant sur toute la longueur du bottier. L'intérieur du boîtier est réalisé de manière que la partie supérieure de l'aiguille soit soumise à un courant d'air laminaire constant qui joue le rôle d'un couteau pneumatique. Lors de l'utilisation, la seringue pleine de solution, contenant la matière à encapsuler, est montée sur le bottier, et la pompe  The density of the cells in this suspension determines the number of cells per capsule in the seed culture finally produced. The suspension is transferred to an apparatus having a spray head formed of a housing having an upper air inlet nozzle and an elongate hollow body frictionally engaged in a plug. A syringe, for example 10 cm3, equipped with a progressive pump, is mounted on the casing, with a needle, for example of 0.25 mm internal diameter, coated with Teflon, passing the entire length of the casing. The interior of the housing is constructed so that the upper part of the needle is subjected to a constant laminar air flow which acts as a pneumatic knife. In use, the syringe full of solution, containing the material to be encapsulated, is mounted on the casing, and the pump

progressive est commandée afin qu'elle chasse progres-  progressive is ordered so that it hunts progressively

sivement des gouttes de la solution vers le bout de l'aiguille. Le courant d'air "arrache" chaque goutte qui tombe alors d'environ 2,5 à 3,5 cm dans une solution de chlorure de sodium à 1,2 % en poids par volume, formant des masses gélifiées qui sont collectées par aspiration. Les masses gélifiées subissent une incubation  drops of solution to the tip of the needle. The air stream "tears" each drop which then falls from about 2.5 to 3.5 cm into a 1.2% w / v sodium chloride solution, forming gelled masses that are collected by suction . Gelled masses undergo incubation

dans trois volumes renouvelés de solution saline isoto-  in three renewed volumes of isotonic saline

nique assurant une expansion du gel, pendant 11 min environ au total. Une membrane est ensuite formée autour des masses gélifiées par contact avec une solution saline isotonique contenant 750 mg/l de poly-L-lysine  the gel, for about 11 minutes in total. A membrane is then formed around the gelled masses by contact with an isotonic saline solution containing 750 mg / l of poly-L-lysine

(Sigma Chemical Company, poids moléculaire 65 000 daltons.  (Sigma Chemical Company, molecular weight 65,000 daltons.

Après 12 min de réaction, les capsules résultantes sont lavées pendant 10 min avec une solution tampon à 1,4 g/l de CHES (acide 2cyclohexylaminoéthane sulfanique) contenant 0,2 % en poids/volume de chlorure de calcium dans une solution saline. Les capsules sont lavées pendant 8 min environ avec une solution saline à 0,3 % en poids/volume de chlorure de calcium et une seconde membrane est formée autour des capsules par une réaction de 10 min avec une solution saline à 105 mg/l d'amine polyvinylique (Polyscience, poids moléculaire de 50 000 à 150 000 daltons). Les capsules sont à nouveau lavées avec deux volumes de solution saline isotonique en 7 min puis revêtues par une immersion de 7 min dans une solution saline contenant 5.10 2 % en poids/volume  After 12 min of reaction, the resulting capsules are washed for 10 min with a 1.4 g / l CHES (2 cyclohexylaminoethane sulfanic acid) buffer solution containing 0.2% w / v calcium chloride in saline. The capsules are washed for about 8 minutes with 0.3% w / v calcium chloride saline and a second membrane is formed around the capsules by a 10 min reaction with 105 mg / l saline. polyvinyl amine (Polyscience, molecular weight 50,000 to 150,000 daltons). The capsules are washed again with two volumes of isotonic saline solution in 7 min and then coated by immersion for 7 min in a saline solution containing 5.10 2% by weight / volume.

de NaG. Les capsules sont lavées pendant 4 min supplémen-  of NaG. The capsules are washed for an additional 4 minutes.

taires dans une solution saline, et les volumes internes aux capsules sont ensuite reliquéfiés par deux immersions dans une solution saline de citrate de sodium 55 mM, d'abord pendant 20 min puis pendant 6 min. Les capsules sont lavées deux fois dans la solution saline et lavées une fois pendant 4 min dans le milieu. Les capsules 13 sont alors prêtes pour une incubation dans un milieu  The inner volumes of the capsules are then re-liquefied by two immersions in a saline solution of 55 mM sodium citrate, first for 20 minutes and then for 6 minutes. The capsules are washed twice in saline and washed once for 4 min in the medium. The capsules 13 are then ready for incubation in a medium

16 de culture.16 of culture.

Les capsules telles que représentées sur la figure 1, préparées par ce procédé d'encapsulation, ont des membranes qui sont pratiquement imperméables aux protéines de poids moléculaire élevé, aux bactéries  Capsules as shown in Figure 1, prepared by this encapsulation method, have membranes that are substantially impermeable to high molecular weight proteins, bacteria

et aux cellules à cultiver.and cells to grow.

La figure 2 représente schématiquement un  Figure 2 schematically represents a

appareil destiné à la culture de cellules selon l'inven-  apparatus for culturing cells according to the invention.

tion. Il comporte un réservoir 10 de 50 1 de capacité, formé d'acier inoxydable 316 L ayant subi un polissage  tion. It comprises a tank 10 of 50 1 capacity, formed of polished 316 L stainless steel

électrolytique, comportant une plaque 12 formant couver-  electrolytic, comprising a plate 12 forming a cover

cle. Un moteur 14 entraîne un arbre 16 d'agitation ayant des palettes 18 et 20 qui tournent dans la culture 22. Cette dernière est un milieu classique tel qu'un milieu modifié de Eagle, avec addition de sérum. En outre, il peut s'agir d'un milieu hypertonique ayant une osmolarité d'environ 360 milliosmoles, du type décrit dans la demande de brevet déposée ce même  key. A motor 14 drives a shaking shaft 16 having vanes 18 and 20 which rotate in the culture 22. The latter is a conventional medium such as modified Eagle medium, with addition of serum. In addition, it may be a hypertonic medium having an osmolarity of about 360 milliosmoles, of the type described in the patent application filed this same

jour par la Demanderesse sous le titre "Procédé d'activa-  by the Applicant under the title "Activation Process".

tion de la production de protéines par des cultures cellulaires". De nombreuses capsules telles que celle qui est représentée sur la figure 1, sont en suspension dans le milieu. Par exemple, les capsules sont sphériques ou sphéroldales et elles ont un diamètre de l'ordre de moins de 2 mm environ. Des capsules de diamètre  Protein production by cell cultures. "Many capsules such as that shown in Figure 1 are suspended in the medium, for example, the capsules are spherical or spheroidal and have a diameter of order of less than 2 mm approximately.

moyen de l'ordre de 0,8 mm donnent satisfaction.  average of about 0.8 mm are satisfactory.

Les quantités de gaz nécessaires pour les cellules sont obtenues par circulation d'un gaz contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique dans un filtre stérile 24, un tube 26 de barbotage et une tête 28 de barbotage. Cette tête 28 peut être un filtre de porcelaine microporeuse de 2,5 microns. Lors de la croissance de cellules animales, le gaz peut contenir % d'air et 5 % de CO2 (en volume). Les bulles de gaz passent de la tête au milieu en remontant parmi les capsules. Le débit de barbotage doit être suffisant pour que la pression partielle d'oxygène dans le milieu reste sensiblement égale à la pression partielle de l'oxygène dans le gaz. La pression d'oxygène dans le milieu peut ainsi être réglée à une valeur égale ou légèrement supérieure à celle que nécessite la croissance  The quantities of gas required for the cells are obtained by circulating a gas containing oxygen and carbon dioxide in a sterile filter 24, a sparging tube 26 and a sparging head 28. This head 28 may be a microporous porcelain filter of 2.5 microns. When growing animal cells, the gas can contain% air and 5% CO2 (by volume). The bubbles of gas pass from the head to the middle going up among the capsules. The bubbling rate must be sufficient for the oxygen partial pressure in the medium to remain substantially equal to the partial pressure of the oxygen in the gas. The oxygen pressure in the medium can thus be set at a value equal to or slightly greater than that required for growth.

optimale des cellules. Etant donné la présence de cons-  optimal cells. Given the presence of

tituants du sérum dans le milieu, le barbotage provoque la collecte d'une mousse dans l'espace supérieur 30 du réservoir 10. Cependant, les capsules protègent les  In the middle of the pool, bubbling causes the collection of foam in the upper space 30 of the reservoir 10. However, the capsules protect the

cellules contre la déshydratation si elles sont temporai-  cells against dehydration if they are temporally

rement transportées dans la mousse, et elles protègent  transported in the foam, and they protect

aussi les cellules contre les détériorations mécaniques.  also cells against mechanical damage.

Ainsi, le barbotage du gaz dans une culture encapsulée  Thus, the bubbling of the gas in an encapsulated culture

permet la transmission de la quantité d'oxygène néces-  allows the transmission of the amount of oxygen required

saire à la population accrue de cellules, si bien que les densités de cellules obtenues peuvent être très élevées. Le gaz sortant de la culture s'échappe par un canal 32 de sortie et un filtre 34. Par exemple, le débit de gaz, pour une culture de 30 1, est de 5,6  to the increased population of cells, so that the cell densities obtained can be very high. The gas leaving the culture escapes through an outlet channel 32 and a filter 34. For example, the gas flow rate, for a culture of 30 1, is 5.6

litres par heure, dans les conditions normales.  liters per hour, under normal conditions.

Lors de la mise en oeuvre de l'invention avec alimentation discontinue, le milieu est simplement introduit en quantité dosée dans le réservoir 10 avec des microcapsules contenant la culture germe, et la culture croit jusqu'à la densité maximale en présence de barbotage de gaz. Cependant, le procédé  During the implementation of the invention with discontinuous feeding, the medium is simply introduced in a quantity dosed into the reservoir 10 with microcapsules containing the seed culture, and the culture increases to the maximum density in the presence of gas bubbling. . However, the process

peut être le meilleur pour la mise en oeuvre de l'inven-  may be the best for the implementation of the invention.

tion et la circulation du milieu dans la culture par introduction d'un courant continu ou intermittent du milieu par le canal 38 d'entrée, et par évacuation du milieu par l'élément 40 de filtration. Ce dernier comporte une toile d'acier inoxydable qui est micropo-  tion and circulation of the medium in the culture by introducing a continuous or intermittent current of the medium through the inlet channel 38, and evacuation of the medium by the element 40 filtration. The latter comprises a stainless steel cloth which is

reuse, ses pores étant inférieurs au diamètre des cap-  because its pores are smaller than the diameter of

sules, par exemple de 50 à 100 microns. Le milieu peut être retiré par la soupape 42. Le niveau du milieu  sules, for example from 50 to 100 microns. The medium can be removed by the valve 42. The middle level

dans la culture peut être observé par un tube transpa-  in culture can be observed by a transparent tube

rent 44. Le débit du milieu transmis par le canal 38 d'entrée et extrait par le filtre 40 est par exemple  The flow of the medium transmitted by the input channel 38 and extracted by the filter 40 is, for example

compris entre 4 et 12 cm3/min.between 4 and 12 cm3 / min.

Lorsqu'on veut récolter des protéines ou d'au-  When we want to harvest proteins or

tres substances produites par les cellules, le procédé utilisé dépend de la relation entre les dimensions moléculaires efficaces de la substance intéressante et la perméabilité des membranes des capsules. Comme décrit dans les brevets précités, la perméabilité des membranes  the substances used by the cells, the method used depends on the relationship between the effective molecular size of the substance of interest and the permeability of the capsule membranes. As described in the aforementioned patents, the permeability of the membranes

des capsules peut être réglée entre certaines limites.  Capsules can be set between certain limits.

Lorsque les protéines intéressantes sont trop grosses pour passer à travers la membrane, les protéines sont collectées dans les microcapsules; lorsqu'elles sont suffisamment faibles pour traverser les membranes,  When the proteins of interest are too large to pass through the membrane, the proteins are collected in the microcapsules; when they are weak enough to cross membranes,

elles sont collectées dans le milieu externe aux capsules.  they are collected in the external medium to the capsules.

Lors du fonctionnement, un utilisateur du système détermine la quantité d'oxygène et/ou d'anhydride  During operation, a user of the system determines the amount of oxygen and / or anhydride

carbonique qui doit être dissoute dans le milieu 22.  carbonic acid which must be dissolved in the medium 22.

Les concentrations et proportions choisies pour les gaz dépendent de la nature des cellules à cultiver, mais elles ne dépendent pas de la densité actuelle ou prévue des cellules. Dans le cas de la plupart des cellules animales, la concentration voulue d'oxygène (pression  The concentrations and proportions chosen for the gases depend on the nature of the cells to be cultured, but they do not depend on the actual or predicted density of the cells. In the case of most animal cells, the desired concentration of oxygen (pressure

partielle) est comprise entre environ 20 et 270 millibars.  partial) is between about 20 and 270 millibars.

Par exemple, la concentration choisie pour l'oxygène dans le cas d'une culture de cellules est supérieure à la quantité suffisante pour que les cellules reçoivent 0,12 millimole par litre et par heure pour 109 cellules, cette grandeur étant celle qui est approximativement la plus faible pour laquelle la croissance des cellules peut être vigoureuse, comme indiqué précédemment. La concentration des gaz dans le milieu est sensiblement proportionnelle à la concentration des gaz dans le gaz de barbotage pourvu que le débit de barbotage soit suffisamment élevé pour qu'il cache les variations  For example, the concentration chosen for oxygen in the case of a cell culture is greater than the amount sufficient for the cells to receive 0.12 millimole per liter per hour for 109 cells, this magnitude being that which is approximately the weakest for which cell growth can be vigorous, as previously indicated. The concentration of the gases in the medium is substantially proportional to the gas concentration in the sparging gas provided that the sparge flow rate is high enough to conceal the variations

de la concentration de O2/CO2 dues à l'activité respira-  the concentration of O2 / CO2 due to respiratory activity.

toire des cellules. Pour une valeur de seuil, le débit de barbotage suffit à l'entretien d'un équilibre entre  cell. For a threshold value, the splash rate is sufficient to maintain a balance between

les phases gazeuse et liquide dans le réservoir 10.  the gaseous and liquid phases in the tank 10.

L'utilisateur du système peut ainsi régler le débit de barbotage afin que le mélange voulu de gaz soit transmis à la tête 28 de barbotage. Celle-ci transmet alors le gaz à la culture 22 avec un débit qui maintient une concentration sensiblement constante d'oxygène dans le milieu. Un tel débit de barbotage est de 5,6 l/h, dans les conditions normales, dans un réservoir de culture de 30 1. Les capsules 13 protègent les cellules 11 placées dans le milieu contre les détériorations mécaniques. Les capsules protègent aussi les cellules qui peuvent être transportées dans la mousse placée  The user of the system can thus adjust the sparging rate so that the desired mixture of gases is transmitted to the sparging head 28. This then transmits the gas to the culture 22 with a flow rate that maintains a substantially constant concentration of oxygen in the medium. Such a sparging rate is 5.6 l / h, under normal conditions, in a culture tank of 1. The capsules 13 protect the cells 11 placed in the medium against mechanical deterioration. Capsules also protect cells that can be transported in placed foam

dans l'espace libre dans le réservoir contre la déshydra-  in the free space in the tank against dehydration

tation ou la détérioration par l'oxygène.  tation or deterioration by oxygen.

Ainsi, il n'est pas nécessaire que la concentra-  Thus, it is not necessary for the concentration

tion nécessaire dans le milieu soit contrôlée car un équilibre s'établit entre les concentrations des gaz  required in the environment is controlled because an equilibrium is established between the concentrations of the gases

dissous dans le milieu 22 et les concentrations préala-  dissolved in medium 22 and the concentrations previously

blement choisies des gaz utilisées pour le barbotage.  selected gases used for bubbling.

Le barbotage se poursuit et les cellules 11  The bubbling continues and the cells 11

placées dans les capsules 13 peuvent subir une mitose.  placed in the capsules 13 may undergo mitosis.

Finalement, lorsque la culture cellulaire a atteint la densité voulue pour les cellules, les substances produites par les cellules, par exemple des anticorps, peuvent être récoltées soit dans les capsules soit  Finally, when the cell culture has reached the desired density for the cells, the substances produced by the cells, for example antibodies, can be harvested either in the capsules or

dans le milieu externe.in the external environment.

Le barbotage dans un système de culture cel-  Bubbling in a cell culture system

lulaire à micro-encapsulation tel que décrit précédemment permet l'entretien d'une densité de cellules d'environ 5.108 cellules/cm3 de capsules déposées ou d'environ 1.108 cellules/cm3 du milieu, suivant les observations faites. Il s'agit d'une augmentation de l'ordrede 100 environ par rapport aux techniques classiques de cultures. Non seulement le rendement en produit des cellules est accru par augmentation de la densité, mais encore  Micro-encapsulation membrane as described above allows the maintenance of a cell density of about 5.108 cells / cm3 of deposited capsules or about 1.108 cells / cm3 of the medium, according to the observations made. This is an increase of around 100 compared to conventional crop techniques. Not only is the product yield of the cells increased by increasing density, but also

le barbotage du gaz selon l'invention permet un chan-  the gas bubbling according to the invention allows a change in

gement d'échelle de l'application des techniques des cultures de cellules qui peuvent devenir des procédés industriels. Ainsi, le barbotage permet des échanges gazeux efficaces dans le cas des cellules micro-encapsulées  scaling the application of cell culture techniques that can become industrial processes. Thus, bubbling allows efficient gas exchange in the case of microencapsulated cells

de mammifères.of mammals.

On considère maintenant des exemples de mise  We now consider examples of

en oeuvre de l'invention.implementation of the invention.

Exemple 1Example 1

On répartit également 800 cm3 environ de capsules déposées contenant environ 105 cellules hybridomes de souris-souris par centimètre cube, dans une quantité suffisante du milieu pour que deux volumes de 3 litres de cultures germes encapsuléessoient formés. Simultanément, on prépare deux volumes de 3 litres du milieu contenant des nombres comparables des mêmes cellules par unité de volume du milieu. Celui-ci était le milieu normal de Eagle, complété par 5 % de sérum bovin foetal. Les quatre cultures germes ont subi une croissance sous  Approximately 800 cm3 of deposited capsules containing approximately 105 hybridoma mouse-mouse cells per cubic centimeter are also distributed in sufficient amount of medium to form two volumes of 3 liters of encapsulated seed cultures. Simultaneously, two volumes of 3 liters of medium containing comparable numbers of the same cells are prepared per unit volume of the medium. This was the normal medium of Eagle supplemented with 5% fetal bovine serum. The four seed cultures underwent growth under

agitation douce et sans ajout du milieu pendant dix jours.  gentle stirring without adding the medium for ten days.

Une culture encapsulée et une culture non encapsulée ont subi un barbotage à raison de 8,4 litres par heure dans les conditions normales, pendant cinq jours, puis de 28 litres par heure ensuite. Les deux cultures germes restantes n'ont pas subi de barbotage. Le gaz de barbotage contenait 5 % de CO2 et 95 % d'air (eni volume). La densité des cellules dans les cultures respectives a été contrôlée et les résultats ont été portés sur des graphiques. Ces résultats sont indiqués par la  An encapsulated culture and an unencapsulated culture were bubbled at 8.4 liters per hour under normal conditions for five days and then 28 liters per hour thereafter. The two remaining seed cultures were not bubbled. The splash gas contained 5% CO2 and 95% air (in volume). The density of the cells in the respective cultures was checked and the results were plotted. These results are indicated by the

figure 3.figure 3.

Comme l'indiquent les résultats obtenus, au bout de six jours, la culture encapsulée sans barbotage  As indicated by the results obtained, after six days, the encapsulated culture without bubbling

avait atteint une densité cellulaire d'environ 8.105 cel-  had reached a cell density of about 8,105

lules par centimètre cube de culture alors que la culture cellulaire classique sans barbotage avait atteint une  lules per cubic centimeter of culture while the conventional cell culture without bubbling had reached a

densité d'environ 3.106 cellules par centimètre cube.  density of about 3.106 cells per cubic centimeter.

Les cultures non encapsulée et encapsulée ayant subi un barbotage avaient atteint une densité d'environ  The unencapsulated and encapsulated bubbled cultures had a density of approximately

1,5.106 et 1,3.106 cellules par centimètre cube respec-  1.5.106 and 1.3.106 cells per cubic centimeter respec-

tivement. Ensuite, la densité cellulaire des cultures en suspension sans barbotage et avec barbotage ont diminué rapidement jusqu'à ce que la densité des deux cultures atteignent moins de 2.105 cellules par centimètre cube au dixième jour. Ceci montre que le barbotage dans les cultures non encapsulées n'a pas d'effet avantageux notable par rapport à une même culture mettant en oeuvre de l'oxygène dissous dans le milieu à partir de l'espace délimité à la partie supérieure. La culture encapsulée  tively. Then, the cell density of the bubbled and bubbled suspension cultures decreased rapidly until the density of both cultures reached less than 2 × 10 5 cells per cubic centimeter on the tenth day. This shows that the bubbling in the unencapsulated cultures has no significant advantage compared to the same culture using dissolved oxygen in the medium from the space delimited at the top. The encapsulated culture

et sans barbotage ne donnait que modérémment plus satis-  and without bubbling gave only moderately more satisfactory

faction. Sa densité cellulaire était d'environ 7.105 cel-  faction. Its cell density was around 7,105

lules par centimètre cube, et elle diminuait au neuvième jour. La culture encapsulée ayant subi le barbotage au contraire a présenté une augmentation constante de la densité cellulaire du second au neuvième jour, et la densité s'est maintenu ensuite à 3.106 cellules par centimètre cube environ. Cet exemple montre que  lules per cubic centimeter, and it decreased on the ninth day. The bubbled encapsulated culture, on the other hand, exhibited a constant increase in cell density from the second to the ninth day, and the density then remained at about 3.106 cells per cubic centimeter. This example shows that

la vialibité et la croissance des cellules sont favori- sées, dans le cas des cellules animales sensibles, lorsqu'elles subissent  vialibity and cell growth are favored, in the case of susceptible animal cells, when they undergo

leur croissance dans une culturetheir growth in a culture

encapsulée en présence d'un barbotage de gaz, les opéra-  encapsulated in the presence of a gas sparge, the opera-

tions d'encapsulation et de barbotage étant toutes  encapsulation and bubbling are all

deux nécessaires à l'obtention de ce résultat.  two necessary to obtain this result.

Exemple 2Example 2

Deux cultures encapsulées de cellules hybridomes ont été préparées et mises en suspension dans un milieu de Eagle, complétées par 5 % de sérum bovin foetal,  Two encapsulated hybridoma cell cultures were prepared and suspended in Eagle's medium, supplemented with 5% fetal bovine serum,

la concentration des ions ferriques étant cent fois supé-  the concentration of ferric ions being a hundred times greater than

rieure à la concentration normale, la concentration des amino-acides étant le double de la concentration normale. Le milieu avait une pression osmotique d'environ 360 milliosmoles. La culture n 1 avait une derisit.' cellulaire initiale de 5.105 cellules par centimètre cube de culture, et elle a reçu, pendant treize jours, une circulation d'un milieu neuf à 6 cm3/min, puis, pendant cinq jours, à 11 cm3/min. La culture n 2 (ayant une densité cellulaire initiale de 106 cellules par centimètre cube) a reçu constamment du milieu pendant neuf jours à raison de 4 cm3/min, et elle a été renouvelée par remplacement de 10 litres du milieu par jour à chacun des jours 9 à 20. Les deux cultures ont subi un barbotage d'air pendant leur cycle de croissance à raison de 5,6 litres par heure, dans les conditions normales. La densité cellulaire des deux cultures a été contrôlée. Les résultats sont indiqués par les figures 4 et 5. Comme représenté, la culture alimentée en continu (figure 4), au dix-septième jour et ensuite, a atteint une densité cellulaire comprise entre 108  than the normal concentration, the concentration of amino acids being twice the normal concentration. The medium had an osmotic pressure of about 360 milliosmoles. Culture No. 1 had a derisit. initial cell of 5.105 cells per cubic centimeter of culture, and it received, for thirteen days, a circulation of a new medium at 6 cm3 / min, then, for five days, at 11 cm3 / min. Culture No. 2 (having an initial cell density of 106 cells per cubic centimeter) received constant medium for nine days at 4 cc / min, and was renewed by replacing 10 liters of medium per day with each of days 9 to 20. Both crops were air bubbled during their growth cycle at 5.6 liters per hour under normal conditions. The cell density of both cultures was controlled. The results are shown in FIGS. 4 and 5. As shown, the continuously fed culture (FIG. 4), on the seventeenth day and then, reached a cell density of between

et 5.108 cellules par centimètre cube de capsules dépo-  and 5.108 cells per cubic centimeter of capsule

sées. Comme le volume du milieu était d'environ cinq fois le volume des capsules, cela signifie que la densité des cellules par centimètre cube de cultures était  Sees. Since the volume of the medium was about five times the volume of the capsules, it means that the density of cells per cubic centimeter of cultures was

comprise entre 5.107 et 108 cellules par centimètre cube.  between 5.107 and 108 cells per cubic centimeter.

Comme l'indique la figure 5, la culture alimentée de manière discontinue a aussi atteint une densité supérieure à 108 cellules par centimètre cube de capsules déposées.  As shown in Fig. 5, the discontinuously fed culture also reached a density greater than 108 cells per cubic centimeter of capsules deposited.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé de culture de cellules n'ayant  1. A method of culturing cells that do not pas de parois, avec une densité élevée, caractéri..  no walls, with high density, characteristic .. en ce qu'il comprend: A. le barbotage direct d'un gaz, dans un milieu de culture, afin que celui-ci ait une concentration sensiblement constantede gaz suffisant pour que la fiabilité des cellules soit maintenue et pour que leur mitose soit entretenue, les cellules étant placées dans des capsules sphéroidales en suspension dans le milieu, les capsules ayant des membranes semi-perméables qui  in that it comprises: A. the direct bubbling of a gas in a culture medium so that it has a substantially constant concentration of gas sufficient for the reliability of the cells to be maintained and for their mitosis to be maintained , the cells being placed in spheroidal capsules suspended in the medium, the capsules having semi-permeable membranes which suffisent à la protection des cellules contre les détério-  sufficient to protect the cells against rations physiques et qui sont suffisamment perméables pour qu'elles permettent la traversée des constituants nécessaires à l'entretien de la viabilité et au maintien de la mitose des cellules, et  and permeable enough to allow passage through constituents necessary for maintenance of viability and maintenance of cell mitosis, and B. la croissance spontanée des cellules.  B. spontaneous growth of cells. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté-  2. Method according to claim 1, characterized risé en ce qu'il comprend en outre la récolte de subs-  in addition to the collection of subsistence tances qui sont produites par les cellulles, soit à  which are produced by the cells, either at l'intérieur des capsules soit dans le milieu.  the inside of the capsules is in the middle. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté-  3. Process according to claim 1, characterized risé en ce que les cellules sont des cellules animales,  in that the cells are animal cells, et le gaz contient de l'oxygène.and the gas contains oxygen. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté-  4. Process according to claim 3, characterized risé en ce que le gaz contient en outre de l'anhydride carbonique.  in that the gas further contains carbon dioxide. 5. Procédé selon la revendication 3, caracté-  5. Process according to claim 3, characterized risé en ce que les cellules sont des cellules de mammi-  in that the cells are mammalian cells. fères.mals. 6. Procédé selon la revendication 3, caracté-  6. Process according to claim 3, characterized risé en ce que le gaz contenant de l'oxygène contient des quantités équilibrées d'oxygène et d'anhydride carbonique, suffisant à la production d'une concentration  in that the oxygen-containing gas contains balanced amounts of oxygen and carbon dioxide, sufficient to produce a concentration of optimale et sensiblement constante d'oxygène et d'anhy-  optimal and substantially constant oxygen and anhy- dride carbonique dans le milieu afin que le métabolisme  carbonic fluid in the middle so that the metabolism soit entretenu et que la mitose des cellules soit faci-  maintained and that the mitosis of the cells is facilitated litée.bedded. 7. Procédé selon la revendication 3, caracté-  7. Process according to claim 3, characterized risé en ce que la pression partielle d'oxygène dans ledit milieu est comprise entre 20 et 270 millibar5,  in that the partial pressure of oxygen in said medium is between 20 and 270 millibar5, 8. Procédé selon la revendication 3, caracté-  8. Process according to claim 3, characterized risé en ce que les cellules animales sont des cellules associées.  in that the animal cells are associated cells. 9. Procédé selon la revendication 3, caracté-  9. Process according to claim 3, characterized risé en ce que les cellules animales sont des cellules  rised in that the animal cells are cells obtenues par manipulation génétique.  obtained by genetic manipulation. 10. Procédé selon la revendication 3, caracté-  10. Process according to claim 3, characterized risé en ce que les cellules animales sont des cellules  rised in that the animal cells are cells de myélome.myeloma. 11. Procédé selon la revendication 3, caracté-  11. The method of claim 3, characterized risé en ce que les cellules animales peuvent croître jusqu'à une densité au moins d'environ 5.106 cellules  in that the animal cells can grow to a density of at least about 5 × 10 6 cells par centimètre cube de culture.per cubic centimeter of culture.
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SE (1) SE8500622L (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0301833A1 (en) * 1987-07-29 1989-02-01 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Culture method and apparatus therefor
EP0317811A1 (en) * 1987-11-23 1989-05-31 IMMUNO Aktiengesellschaft Fermentor for growing cell cultures

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4724206A (en) * 1984-02-13 1988-02-09 Damon Biotech, Inc. Protein production using hypertonic media
US4829002A (en) * 1986-05-12 1989-05-09 Baxter International Inc. System for metering nutrient media to cell culture containers and method
WO1988000967A1 (en) * 1986-08-04 1988-02-11 The University Of New South Wales Serum free tissue culture medium containing polymeric cell-protective agent
JPS6423888A (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Etsuko Kakizaki Culture vessel with micro-cellular wall
ES2565077T3 (en) 2003-10-10 2016-03-31 Novo Nordisk Health Care Ag Method for large-scale production of a polypeptide in eukaryotic cells

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409331A (en) * 1979-03-28 1983-10-11 Damon Corporation Preparation of substances with encapsulated cells
FR2559501A1 (en) * 1984-02-13 1985-08-16 Damon Biotech Inc PROCESS FOR ACTIVATION OF PROTEIN PRODUCTION BY CELL CULTURES

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352883A (en) * 1979-03-28 1982-10-05 Damon Corporation Encapsulation of biological material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409331A (en) * 1979-03-28 1983-10-11 Damon Corporation Preparation of substances with encapsulated cells
FR2559501A1 (en) * 1984-02-13 1985-08-16 Damon Biotech Inc PROCESS FOR ACTIVATION OF PROTEIN PRODUCTION BY CELL CULTURES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCIENTIFIC AMERICAN, vol. 248, no. 1, janvier 1983, pages 24-31, New York, US; J. FEDER et al.: "The large-scale cultivation of mammalian cells" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0301833A1 (en) * 1987-07-29 1989-02-01 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Culture method and apparatus therefor
EP0317811A1 (en) * 1987-11-23 1989-05-31 IMMUNO Aktiengesellschaft Fermentor for growing cell cultures
US4923817A (en) * 1987-11-23 1990-05-08 "Immuno" Aktiengesellschaft Fur Chemisch-Medizinische Fermenter for culturing cell cultures

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6110115B2 (en) 1986-03-28
IT8567141A0 (en) 1985-02-12
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DE3504748C2 (en) 1987-07-23
SE8500622L (en) 1985-08-14
JPS60199380A (en) 1985-10-08

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