JP5719301B2 - 血清不含インスリン不含で第vii因子を産生する方法 - Google Patents
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Description
FVIIの主な役割は、組織因子(TF)と共に凝固プロセスを開始することである。組織因子は、血管の外側に見出され、通常は血流に曝されない。血管傷害により、組織因子は血液および循環する第VII因子に曝される。一旦TFに結合されると、FVIIは様々なプロテアーゼ(それらは、トロンビン(第IIa因子)、活性化第X因子およびFVIIa−TF複合体それ自身)によってFVIIaに活性化される。FVIIa−TFについての最も重要な基質は、第X因子および第IX因子である。第VIIa因子は、総第VII因子タンパク質量の約1%に相当する量で循環中に存在する。第VII因子は、FXaによって2本鎖の活性化形態である第VIIa因子に切断される、単鎖酵素前駆体として主に血漿中に存在する。
特定の態様によれば、本発明は、組換えヒトFVIIを発現するチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株を得ること;および当該CHO細胞をインスリンを欠いている血清不含培地中で培養することを含む、組換えヒト第VII因子(FVII)を産生する方法に関する。具体的には、CHO細胞におけるこのFVIIの産生は、インスリン存在下でのFVIIの産生に匹敵する。
本発明の好ましい実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
a)組換えヒトFVIIを発現するチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株を得る工程;および
b)前記CHO細胞をインスリンを欠いている血清不含培地中で培養する工程
を含む、組換えヒト第VII因子(FVII)の産生方法。
(項目2)
前記CHO細胞における前記FVIIの産生が、インスリン存在下におけるFVIIの産生に匹敵する、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記CHO細胞が、血清不含培養で増殖するように改変された組換えヒトFVIIを発現するCHO細胞株を、インスリン非存在下で増殖するFVII産生CHO細胞株を得るため、前記CHO細胞株をインスリン量を減少させながら連続的に培養する工程により、インスリン非存在下における細胞培養で増殖するように順応させる工程によって調製される、項目1に記載の方法。
(項目4)
血清不含培養における増殖用に改変された組換えヒトFVIIを発現する前記CHO細胞株が、欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100801において寄託された細胞株1E9細胞株である、項目3に記載の方法。
(項目5)
インスリン非存在下で増殖する前記FVII産生CHO細胞株が、欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100802において寄託された1E9細胞株である、項目3に記載の方法。
(項目6)
前記細胞培養培地がビタミンK1を含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記連続的な培養が、インスリン濃度を減少させながらCHO細胞の連続継代をパルスする工程を含む、項目3に記載の方法。
(項目8)
CHO細胞株を14日目までインスリンを含有する標準的な血清不含培地中で増殖させる工程、そして14日目に血清不含、インスリン不含培地へ前記細胞株を移す工程を含む、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、0.2mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地へ前記細胞を移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で1〜3日間増殖させる工程を含む、項目8に記載の方法。
(項目10)
インスリン含有培地中での1〜3日間の増殖の後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.070mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させる工程を含む、項目10に記載の方法。
(項目12)
インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させた後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.030mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程を含む、項目12に記載の方法。
(項目14)
インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させた後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.016mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程を含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
血清不含培地中で増殖するFVII産生細胞株を血清不含、インスリン不含培地中で増殖する細胞株へと順応させる方法であって、インスリン濃度を減少させながらCHO細胞の連続継代をパルスする工程を含み、ここで、前記パルスする工程は、a)前記細胞株をインスリン含有培地中で1〜9日間増殖させ、続いて、b)インスリン不含、血清不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、ならびに工程a)および工程b)を繰り返す工程であって、ここで、各連続工程a)における培地は、検出可能なインスリンを含有しなくなるまで、前の工程a)のおよそ半分の濃度のインスリンを含有する、工程を含む、方法。
(項目17)
a)CHO細胞株を、インスリンを含有する標準血清不含培地中で14日目まで増殖させる工程、そして14日目に前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地へ移す工程、
b)工程b)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.2mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で1〜3日間増殖させる工程、
c)工程b)のインスリン含有培地中での1〜3日間の増殖の後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
d)工程c)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.070mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させる工程、
e)工程d)のインスリン含有培地中での3〜8日間の増殖の後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
f)工程e)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.030mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程、
g)工程f)のインスリン含有培地中での3〜9日間の増殖の後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
h)工程g)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.016mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記CHO細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程、および
i)工程hのインスリン含有培地中での3〜9日間の増殖の後、前記CHO細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程であって、ここで、工程i)の細胞は、血清不含、インスリン不含培地中での長期増殖に順応させられている、工程
を含む、項目16に記載の方法。
(項目18)
項目16または17に記載の方法に従って産生される細胞。
(項目19)
ヒトFVIIを発現し、かつ、動物由来成分を欠いているインスリン不含培地中での増殖に順応させられている組換えCHO細胞。
(項目20)
前記細胞は、血清不含培地中で増殖するFVII産生細胞株を血清不含、インスリン不含培地中で増殖する細胞株へと順応させる工程によって産生され、前記工程は、インスリン濃度を減少させながらCHO細胞の連続継代をパルスする工程を含み、ここで、前記パルスする工程は、a)前記細胞株をインスリン含有培地中で1〜9日間増殖させる工程に続き、b)インスリン不含、血清不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、ならびに工程a)および工程b)を繰り返す工程であって、ここで、各連続工程a)における培地は、検出可能なインスリンを含有しなくなるまで、前の工程a)のおよそ半分の濃度のインスリンを含有する、工程を含む、項目19に記載の組換え細胞。
(項目21)
欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100801において寄託された、ヒトFVIIを発現する組換えCHO細胞。
(項目22)
欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100802において寄託された、ヒトFVIIを発現する組換えCHO細胞。
(項目23)
哺乳動物細胞におけるFVIIまたはFVII関連ポリペプチドのラージスケール産生方法であって、
a)項目18に記載の細胞を血清不含、インスリン不含培地を含有する培養容器中に播種する工程、さらに前記哺乳動物細胞培養物を少なくとも前記細胞が所定の密度に到達するまで増殖させる工程、
b)前記増殖させた種培養物を血清不含、インスリン不含培地を含有するラージスケール培養容器へ移す工程、
c)血清不含、インスリン不含培地中の前記ラージスケール培養物を、少なくとも前記細胞が所定の密度に到達するまで増殖させる工程、
d)血清不含、インスリン不含培地中の工程(c)で得られた培養物を、FVII発現またはFVII関連ポリペプチド発現に適当な条件下で維持する工程、および
e)前記FVIIまたはFVII関連ポリペプチドを前記維持された培養物から取り出す工程
を含む、方法。
(項目24)
工程(b)の前に、漸進的にサイズが大きくなる種培養容器を用いて工程a)を繰り返す工程をさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
血清不含、インスリン不含培地中の工程(c)で得られた培養物を、定期的な、前記培養培地の採取および新鮮培地による置換によって、保持する工程をさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目26)
前記方法がマイクロキャリア法である、項目23に記載の方法。
(項目27)
前記方法がマクロ多孔質キャリア法である、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記方法が標準マイクロキャリア法である、項目26に記載の方法。
(項目29)
前記方法がマイクロキャリア灌流法である、項目26に記載の方法。
(項目30)
前記方法が懸濁法である、項目23に記載の方法。
(項目31)
前記方法が灌流法である、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記方法がバッチ/ドローフィル法である、項目30に記載の方法。
(項目33)
前記方法が単純バッチ法である、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記方法がフェドバッチ法である、項目32に記載の方法。
(項目35)
前記方法がドローフィル法である、項目32に記載の方法。
(項目36)
前記方法がケモスタット培養法である、項目23に記載の方法。
(項目37)
前記細胞が、前記播種工程の前に、インスリンを欠いている血清不含培地中での増殖に順応させられている、項目23に記載の方法。
(項目38)
前記細胞は、前記播種工程の前に、懸濁培養における増殖が可能である、項目23に記載の方法。
(項目39)
前記所望のFVIIまたはFVII関連ポリペプチドがヒトFVIIまたはヒトFVII関連ポリペプチドである、項目23に記載の方法。
(項目40)
FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも約1mg/l/日の培養物のレベルで産生される、項目23に記載の方法。
(項目41)
FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも約2.5mg/l/日の培養物のレベルで産生される、項目40に記載の方法。
(項目42)
FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも約5mg/l/日の培養物のレベルで産生される、項目41に記載の方法。
(項目43)
FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも約8mg/l/日の培養物のレベルで産生される、項目42に記載の方法。
(項目44)
FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、約3〜4mg/l/日のレベルで産生される、項目42に記載の方法。
(項目45)
産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチド単位が、少なくとも5000U/l/日である、項目42に記載の方法。
(項目46)
産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチド単位が、少なくとも7000U/l/日である、項目42に記載の方法。
(項目47)
産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチドの活性単位が、約7000〜10,000U/l/日である、項目42に記載の方法。
(項目48)
工程(c)で得られた培養物を、細胞含有キャリアの沈降の後、培養物上清の一部を定期
的に採取し、新鮮な培地で置換する工程によって動物産出物不含、インスリン不含培地中で維持する工程をさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目49)
キャリアの前記沈降前に、前記培養の設定値より低い所定の温度まで前記培養物を冷却する工程をさらに含む、項目48に記載の方法。
(項目50)
前記培養物を、キャリアの前記沈降前に、前記培養の設定値より5℃〜30℃低い温度まで冷却する、項目49に記載の方法。
(項目51)
前記培養物を、前記培養の温度設定値より5℃〜20℃低い温度まで冷却する、項目50に記載の方法。
(項目52)
前記培養物を、前記培養の温度設定値より5℃〜15℃低い温度まで冷却する、項目51に記載の方法。
(項目53)
前記培養物を、前記培養の温度設定値より約10℃低い温度まで冷却する、項目52に記載の方法。
(項目54)
前記培地が、1以上の次の添加物、i)グルタミン;最終濃度0.9g/l、ii)硫酸第二鉄×7H2O 0.0006g/l、iv)プトレシン、×2HCl 0.0036g/l、vi)ビタミンK1 0.0025g/l、vii)シンペロニック;最終濃度1g/l、フェノールレッド 0.008g/l、エタノールアミン 0.00153g/l、および炭酸水素Na 2g/lが補充された血清不含DMEM/HAM F12に基づく処方物である、項目1、項目16または項目23に記載の方法。
本発明は、血清不含およびインスリン不含条件下で、哺乳動物細胞、例えばチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞において組換えヒト第VII因子(FVII)を産生する方法を提供する。当該方法は、ヒトFVIIを発現する組換えCHO細胞株を得ること、および当該CHO細胞をインスリンを欠いている血清不含培地中で培養することを含む。
本発明は、哺乳動物細胞のラージスケール培養方法を提供し、以下の工程によって実施される:
(i)培養血清不含およびインスリン不含培養培地を含有する種容器中に細胞を播種し、そして細胞が少なくとも最小の所定の密度に到達するまで種培養物を増殖させること;
(ii)増殖させられた種培養物を、(マクロ多孔質キャリア法の場合)キャリア上に細胞が移動する条件下で、(a)血清不含、インスリン不含培養培地を含有するラージスケール培養容器へ移すこと;ならびに
(iii)ラージスケール培養物を、少なくとも前記細胞が有用な密度に到達するまで血清不含、インスリン不含培地中で増殖させること。
(i)血清不含およびインスリン不含培養培地を含有する種培養容器中に細胞を播種し、そして細胞が少なくとも最小の所定の密度に到達するまで種培養物を増殖させること;
(ii)増殖させられた種培養物を、キャリア中に細胞が移動する条件下で、(a)血清不含、インスリン不含培養培地、および(b)マクロ多孔質キャリアを含有するラージスケール培養容器へ移すこと;ならびに
(iii)ラージスケール培養物を、少なくとも前記細胞が有用な密度に到達するまで血清不含、インスリン不含培地中で増殖させること。
(iv)工程(iii)で得られた培養物を、培養培地の定期的な採取および新鮮な血清不含、インスリン不含培地による置換によって血清不含およびインスリン不含培地中で維持すること。
工程(i)は、工程(ii)のために十分な数の細胞が得られるまで、種培養容器の大きさの漸進的な増加を伴って繰り返されてもよいと理解される。例えば、5リットル、50リットル、100リットル、または500リットルのうちの1以上の種培養容器を連続して使用してもよい。本明細書において使用する場合、培養容器は、約5リットル〜1000リットルの容積を有するものである。一般的に、細胞は、約0.2〜0.4×106細胞/mlの初期密度で種培養容器中に播種され、そして当該培養物が約1.0×106細胞/mlの細胞密度に到達するまで増殖させられる。本明細書において使用する場合、最小密度は約0.8〜約1.5×106細胞/mlである。
本明細書において使用する場合、マイクロキャリアは、粒子であり、しばしばセルロースまたはデキストランをもととし、一般的に懸濁培養(細胞に顕著な剪断損傷を与えない攪拌速度を伴う)に使用されることが可能なほど十分小さく;固体で、多孔質であるか、または表面が多孔コーティングされた固体の核を有し;そして正電荷の表面(多孔質キャリアの場合外部および内部表面)を有する。一般的に、マイクロキャリアは、約150〜350umの全粒径を有し、そして約0.8〜2.0meq/gの正電荷密度を有する。そのようなマイクロキャリアの例には、Cytodex 1TMおよびCytodex 2TM(Amersham Pharmacia Biotech,ピスカタウェイ ニュージャージー州)が包含されるが、これらに限定されない。
本明細書において使用する場合、ラージスケール培養容器は、少なくとも約100リットル、好ましくは少なくとも約500リットル、より好ましくは少なくとも約1000リットル、そして最も好ましくは少なくとも約5000リットルの容積を有する。一般的に、工程(ii)は約50リットルの増殖させられた種培養物(約1.0×106細胞/mlを有する)を150リットルの培養培地を含有する500リットル培養容器中へ移すことを含む。ラージスケール培養物を、適当な条件下(例えば、温度、pH、溶解酸素圧(DOT)、O2およびCO2圧、ならびに攪拌速度)で維持し、そして培養容器に培地を添加することによって容積を徐々に増加する。
高レベルの第VII因子タンパク質を産生するように細胞を増殖させる場合、細胞密度が所定の細胞密度(例えば、少なくとも約1×106細胞/ml)に到達するまでの期間を「増殖相」と呼ぶ。増殖相は、通常、工程(i)、(ii)および(iii)を含む。細胞密度が所定の数値(例えば、少なくとも約1×106細胞/ml、好ましくは少なくとも2×106細胞/ml、より好ましくは5×106細胞/ml)に到達すると、当該相を「産生相」と呼ぶ。産生相は、通常、工程(iv)を含む。任意の好適な関連するパラメーターの変動は、この段階で導入される。
培養容器は、例えば、従来型のインペラー型によって攪拌を得る従来型攪拌タンクリアクター(CSTR)、または容器の底から空気を導入することによって攪拌を得るエアリフトリアクターであってよい。パラメーターの中で特定の制限内で制御されるのは、pH、溶解酸素圧(DOT)、および温度である。pHは例えばヘッドスペースガス中のCO2濃度を変化させること、および必要に応じて培地液体に塩基を添加することによって制御され得る。溶解酸素圧は、例えば空気もしくは純酸素またはこれらの混合物を供給(sparge)することによって維持され得る。温度制御培地は、必要に応じて水で加熱または冷却される。水を、容器を囲むジャケットに通してもよく、または培養物中に浸漬されたパイピングコイルに通してもよい。
(i)血清不含、インスリン不含培地を含有する培養容器中に細胞を播種し、前記哺乳動物細胞培養物を少なくとも細胞が最小の所定の密度に到達するまで増殖させること;
(ii)前記増殖させた細胞培養物を血清不含、インスリン不含培養培地を含有するラージスケール培養容器へ移すこと;および
(iii)ラージスケール培養物を血清不含、インスリン不含培地中で少なくとも前記細胞が有用な密度に到達するまで増殖させること。
(iv)工程(iii)で得られた培養物を、定期的な培養培地の採取および新鮮な血清不含、インスリン不含培地による置換により血清不含、インスリン不含培地中に維持すること。
2つのタイプのマイクロキャリア法(標準マイクロキャリア法およびマイクロキャリア灌流法)が使用され得る。標準マイクロキャリア法において、当該プロセスは2つの別個の相(増殖相および産生相)において操作される。
標準マイクロキャリア法において、細胞は血清不含、インスリン不含培養培地を含有する種培養容器中に播種され、そして細胞が最小密度に到達するまで増殖させられる。その後、増殖した種培養物を、キャリアに細胞が(例えばマクロ多孔質キャリアを使用するプロセスの場合、キャリア中に移動することによって)完全に移入(colonize)する条件下で、(a)血清不含、インスリン不含培養培地、および(b)マイクロキャリアを含有するラージスケール培養容器に移す。
増殖相において、培養物は、細胞が1mlあたり1〜12×106細胞の密度に到達するまで増殖させられる。この密度に到達すると、培養物は産生相に入る。また、設定値をこの時点で変更してもよく、FVIIの産生に好適な数値に設定してもよい。培地交換は、マイクロキャリアをタンクの底に沈殿させることよって行われ、その後、選択された%タンク容積が取り出され、そしてそれに相当する%タンク容積の新鮮培地が容器に添加される。25〜90%のタンク容積が交換されてもよく、好ましくは80%のタンク容積が交換される。マイクロキャリアは、その後、培地中に再懸濁され、この培地取り出しおよび置換のプロセスは10〜48時間毎、好ましくは24時間毎に繰り返される。
このプロセスは、標準マイクロキャリア法に類似し、やはり2つの別個の相、増殖相および産生相において操作される。これと上述された標準法との間の主な相違は、培養培地の交換のために使用される方法である。前述の標準マイクロキャリア法において、規定された割合のタンク容積(例えば全タンク容積の80%)が、全て同時に交換される。灌流法においては、培地は継続的に添加され、同容積の採取物もまた継続的に取り出される。本質的に、培地(規定された%タンク容積)が所定の期間(例えば24時間)に亘って徐々に交換される。
漸進的な培地交換以外、標準マイクロキャリア法について記載された通りである。培地の交換は、1日(すなわち24時間)当たりの%タンク容積として提示される。当該プロセスのこの態様の概要を表4に示す。
上述のプロセスのように、増殖相において、培養物は細胞が1mlあたり1〜12×106細胞の密度に到達するまで増殖させられる。この密度に達すると、培養物は産生相に入る。
懸濁細胞法に関する2つの主な選択肢、すなわち1)灌流法;および2)バッチ/ドローフィル法がある。
このプロセスはマイクロキャリア灌流に関して要約されたプロセスに類似する。主な相違は、1)細胞がキャリア中に固定化されることなく自由に懸濁して増殖させられること、および2)培養容器中に細胞を保持するために使用される灌流装置の特徴である。さらに、当該プロセスは2つの別個の相、すなわち増殖相および産生相において操作される。
懸濁細胞灌流法においては、細胞を血清不含、インスリン不含培養培地を含有する種培養容器中に播種し、細胞が最小の所定の密度に到達するまで増殖させる。その後、増殖させた種培養物を、血清不含、インスリン不含培養培地を含有するラージスケール培養容器へ移し、そして少なくとも所定の細胞密度に達するまで増殖させる。この相において、細胞は、培養容器内の細胞数が所定の値または臨界値まで増加するように懸濁物中で増殖させられる。培地交換は、新鮮培地で培養容器を連続的に灌流することによって行われる。灌流させられる培地の量は細胞密度に依存し、下記表6に示されるように、一般的に1日(24時間)あたりタンク容積で10〜95%、好ましくは25%〜80%であり得る。細胞密度が産生相の開始に好適な数値に達すると、タンク中の60〜95%、好ましくは80%のタンク培地を24時間毎に交換する。また、80%の培地交換は、好ましくは産生相においても使用される。
増殖相において、培養物は、細胞が1mlあたり1〜12×106細胞の密度に到達するまで増殖させられる。この密度に達すると、培養物は産生相に入る。また、設定値はこの時点において変更されてもよく、FVIIの産生に好適な数値に設定され得る。培地灌流は継続して行われる。比較の目的のため、培地の流量は規定された期間あたりの培地のパーセントタンク容積として表わされる(より標準的な単位は1日あたりのリットルである)。培地灌流は、10〜48時間あたり10〜200%タンク容積であり得、好ましくは、培地灌流は10〜48時間あたり80%、より好ましくは24時間毎に80%タンク容積である。
培養容器内での細胞保持は、数々の細胞保持装置を用いて達成され得る。以下の器具一式(外部沈殿ヘッド(settling head)、内部沈殿ヘッド、連続式遠心分離機、内部または外部スピンフィルター、外部フィルターまたは中空糸カートリッジ、超音波細胞分離装置、および培養容器内部の長パイプを包含するがこれらに限定されない)は全て、このプロセスに使用され得る。
これらは、おそらく操作が最も単純な発酵タイプであり、この方式を使用する懸濁細胞法について3つの主な選択肢が存在する。すなわち、1.単純バッチ法;2.フェドバッチ法;または3.ドローフィル法である。
単純バッチ法において、細胞を血清不含、インスリン不含培養培地を含有する種培養容器中に播種し、細胞が最小密度に到達するまで増殖させる。その後、増殖させられた種培養物を血清不含、インスリン不含培養培地を含有するラージスケール培養容器へ移す。その後、当該培養容器を培地中の栄養素が使い果たされるまで操作する。当該プロセスのこの態様の概要を表8に示す。
前述のように、単純バッチ法は細胞を培養容器に播種し、培地中の栄養素が使い果たされるまでタンクを操作することで構成される。このようなバッチ法は、タンクに濃縮された栄養溶液を補給することによって延長され得る。これは、プロセス時間を延長し、最終的に培養容器内でのFVII産生の増加を導く。
使用に好適な最も単純な補給物は、グルコースの濃縮溶液である。しかしながら、グルコースの補給物単独では短時間バッチ相を延長するのみである。これは、アミノ酸または脂質またはビタミン等の別の栄養素が、その後使い果たされるからである。この理由で、濃縮補給物が好ましいであろう。使用に好適な最も単純な濃縮補給物は、×10〜50濃度の細胞培地である。
二つの型のドローフィルがここに記載される。これらは単純ドローフィルおよびフェドバッチドローフィルである。
このプロセスは、反復バッチ発酵に密接に類似する。バッチ発酵においては、細胞を培養容器中で増殖させ、その操作(run)の終わりに培地が採取される。ドローフィル法においては、培養容器は任意の栄養素が使い果たされる前に採取される。容器から全ての内容物を取り出す代わりに、タンク容積の一部のみが取り出される(一般的にタンク容積の80%)。採取後、同容積の新鮮培地が容器に戻される。その後、細胞をもう一度容器中で増殖させ、そして別の80%の採取が設定された日数後に行われる。反復(epeated)バッチ法において、採取後に容器中に残された細胞を、次のバッチの種菌に使用してもよい。
i.容器に播種し増殖に好適な温度で細胞を増殖させる。
ii.所定の細胞密度で発現に好適な温度まで温度を降下させる。
iii.播種から7日後に所定の、例えば80%のタンク容積を取り出し、同容積の新鮮培地で置換する。
iv.増殖に好適な温度まで温度を上昇させ、細胞を増殖させる。
v.所定の細胞密度で発現に好適な温度まで温度を降下させる。
vi.この相を始めて5日後に所定の、例えば80%のタンク容積を取り出し、同容積の新鮮培地で置換する。
vii.工程iv.に行く。
viii.容器に播種し、37℃で細胞を増殖させる。
vix.2〜10×106細胞/mlで温度を32℃に降下させる。
vx.播種から7日後にタンク容積の80%を取り出し、同容積の新鮮血清不含、インスリン不含培地で置換する。
xi.温度を37℃まで上昇させ、細胞を増殖させる。
xii.2〜10×106細胞/mlで温度を32℃に降下させる。
xii.この相を始めてから5日後にタンク容積の80%を取り出し、同容積の新鮮血清不含、インスリン不含培地で置換する。
xiii.工程xi.に行く。
このプロセスは、フェドバッチ法において提案されるタイプに類似する濃縮補給物を伴うドローフィル発酵である。単純ドローフィル法での懸念は、添加される新鮮培地が、反復するバッチ発酵にわたって細胞を保持するのに十分でない可能性があることである。補給物を包含することは、この懸念を解消する。補給物はまた、ドローフィル法において長期のバッチ時間の間、培養容器を操作することを可能にする。
(実施例1:血清不含、インスリン不含条件における第VII因子を発現するCHO Kl細胞株の単離)
細胞増殖のためにヒト組換えインスリン(rInsulin)依存性であったチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株1E9を以下のように連続的に培養し、インスリン不含、血清不含条件においてFVIIの産生が可能な細胞株を作出した。ヒト組換えインスリン増殖依存性細胞株は、欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100801で寄託されたCHO rFVIIa BI WCB07002であった。使用した培地は、ビタミンK1(2.5mg/ml)[Merck]および連続希釈された量のrInsulin[インスリン組換え型、NOVOLIN、Novo Nordisk]が補充されたBCS培地であった。
rFVIIは、懸濁培養において発酵プロセスで組換えチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞クローンにより作りだされる。増殖培地は、ヒトまたは動物由来の物質を含有せず、インスリンを含有しない、化学的に定義された培地である。上記のように産生された細胞株は、商業的に入手可能な組織培養フラスコおよびガラスボトル(攪拌培養)中で、37℃の温度で培養される。培養物のpHは、CO2(7.5%)の導入および液体培地に由来するNaHCO3により維持される。
Claims (46)
- 組換えヒト第VII因子(FVII)の産生方法であって、
a)組換えヒトFVIIを発現する哺乳動物細胞株を得る工程;および
b)前記哺乳動物細胞をインスリンを欠いている血清不含培地中で培養する工程
を含み、
前記細胞が、血清不含培養で増殖するように改変された組換えヒトFVIIを発現する細胞株を、インスリン非存在下で増殖するFVII産生細胞株を得るため、前記細胞株をインスリン量を減少させながら連続的に培養することにより、インスリン非存在下における細胞培養で増殖するように順応させる工程によって調製され、
前記連続的な培養が、インスリンを濃度を減少させながら細胞の連続継代にパルスする工程を含む、上記方法。 - 前記哺乳動物細胞株がチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株、BHK細胞株またはHEK293細胞株である、請求項1に記載の方法。
- 前記哺乳動物細胞株がCHO細胞株である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記細胞における前記FVIIの産生が、インスリン存在下におけるFVIIの産生に匹敵する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 血清不含培養における増殖用に改変された組換えヒトFVIIを発現する前記細胞株が、欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100801において寄託されたCHO 1E9細胞株である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- インスリン非存在下で増殖する前記FVII産生細胞株が、欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100802において寄託されたCHO 1E9細胞株である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 細胞培養培地がビタミンK1を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 細胞株を14日目までインスリンを含有する標準的な血清不含培地中で増殖させる工程、そして14日目に血清不含、インスリン不含培地へ前記細胞株を移す工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、0.2mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地へ前記細胞を移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で1〜3日間増殖させる工程を含む、請求項8に記載の方法。
- インスリン含有培地中での1〜3日間の増殖の後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.070mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させる工程を含む、請求項10に記載の方法。
- インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させた後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.030mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程を含む、請求項12に記載の方法。
- インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させた後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.016mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程を含む、請求項14に記載の方法。
- 血清不含培地中で増殖するFVII産生細胞株を血清不含、インスリン不含培地中で増殖する細胞株へと順応させる方法であって、インスリンを濃度を減少させながら哺乳動物細胞の連続継代にパルスする工程を含み、ここで、前記パルスする工程は、a)前記細胞株をインスリン含有培地中で1〜9日間増殖させ、続いて、b)インスリン不含、血清不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、ならびに工程a)および工程b)を繰り返す工程を含み、ここで、各連続工程a)における培地は、検出可能なインスリンを含有しなくなるまで、前の工程a)のおよそ半分の濃度のインスリンを含有するものである、方法。
- 前記哺乳動物細胞がCHO細胞、BHK細胞またはHEK293細胞である、請求項16に記載の方法。
- 前記哺乳動物細胞がCHO細胞株である、請求項16または17に記載の方法。
- a)哺乳動物細胞株を、インスリンを含有する標準血清不含培地中で14日目まで増殖させる工程、そして14日目に前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地へ移す工程、
b)工程b)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.2mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で1〜3日間増殖させる工程、
c)工程b)のインスリン含有培地中での1〜3日間の増殖の後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
d)工程c)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.070mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜8日間増殖させる工程、
e)工程d)のインスリン含有培地中での3〜8日間の増殖の後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
f)工程e)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.030mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程、
g)工程f)のインスリン含有培地中での3〜9日間の増殖の後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程、
h)工程g)の前記細胞を血清不含、インスリン不含培地中で1〜2日間増殖させる工程、その後、前記細胞を0.016mg/mlのインスリンを含むインスリン含有培地中へ移す工程、そして前記細胞株を前記インスリン含有培地中で3〜9日間増殖させる工程、および
i)工程h)のインスリン含有培地中での3〜9日間の増殖の後、前記細胞株を血清不含、インスリン不含培地中へ移す工程であって、ここで、工程i)の細胞は、血清不含、インスリン不含培地中での長期増殖に順応させられている、工程
を含む、請求項16〜18のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項16〜19のいずれか1項に記載の方法に従って産生される細胞。
- ヒトFVIIを発現し、かつ、動物由来成分を欠いているインスリン不含培地中での増殖に順応させられている哺乳動物組換え細胞であって、血清不含培地中で増殖するFVII産生細胞株を血清不含、インスリン不含培地中で増殖する細胞株へと順応させる工程によって産生されるものであり、前記工程は、インスリンを濃度を減少させながら哺乳動物細胞の連続継代にパルスする工程を含み、ここで、前記パルスする工程は、a)前記細胞株をインスリン含有培地中で1〜9日間増殖させる工程に続き、b)インスリン不含、血清不含培地中で1〜3日間増殖させる工程、ならびに工程a)および工程b)を繰り返す工程を含み、ここで、各連続工程a)における培地は、検出可能なインスリンを含有しなくなるまで、前の工程a)のおよそ半分の濃度のインスリンを含有するものである、上記細胞。
- 前記細胞がCHO細胞、BHK細胞またはHEK293細胞である、請求項21に記載の組換え細胞。
- 前記細胞がCHO細胞である、請求項21または22に記載の組換え細胞。
- 欧州細胞カルチャーコレクション、イギリス、ポートダウンに2008年10月8日にアクセッション番号08100802において寄託された、ヒトFVIIを発現する組換えCHO細胞。
- 哺乳動物細胞におけるFVIIまたはFVII関連ポリペプチドのラージスケール産生方法であって、
(a)請求項20に記載の細胞を血清不含、インスリン不含培地を含有する培養容器中に播種する工程、さらに前記哺乳動物細胞の培養物を少なくとも前記細胞が所定の密度に到達するまで増殖させる工程、
(b)前記増殖させた種培養物を血清不含、インスリン不含培地を含有するラージスケール培養容器へ移す工程、
(c)血清不含、インスリン不含培地中の前記ラージスケール培養物を、少なくとも前記細胞が所定の密度に到達するまで増殖させる工程、
(d)血清不含、インスリン不含培地中の工程(c)で得られた培養物を、FVII発現またはFVII関連ポリペプチド発現に適当な条件下で維持する工程、および
(e)前記FVIIまたはFVII関連ポリペプチドを前記維持された培養物から取り出す工程
を含む、方法。 - 工程(b)の前に、漸進的にサイズが大きくなる種培養容器を用いて工程a)を繰り返す工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 血清不含、インスリン不含培地中の工程(c)で得られた培養物を、定期的な、前記培養培地の採取および新鮮培地による置換によって、保持する工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記方法がマイクロキャリア法である、請求項25に記載の方法。
- 前記方法がマクロ多孔質キャリア法、標準マイクロキャリア法またはマイクロキャリア灌流法である、請求項28に記載の方法。
- 前記方法が懸濁法である、請求項25に記載の方法。
- 前記方法が灌流法である、請求項30に記載の方法。
- 前記方法がバッチ/ドローフィル法である、請求項30に記載の方法。
- 前記方法が単純バッチ法、フェドバッチ法またはドローフィル法である、請求項32に記載の方法。
- 前記方法がケモスタット培養法である、請求項25に記載の方法。
- 前記細胞が、前記播種工程の前に、インスリンを欠いている血清不含培地中での増殖に順応させられている、請求項25に記載の方法。
- 前記細胞は、前記播種工程の前に、懸濁培養における増殖が可能である、請求項25に記載の方法。
- 前記所望のFVIIまたはFVII関連ポリペプチドがヒトFVIIまたはヒトFVII関連ポリペプチドである、請求項25に記載の方法。
- FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも1mg/l/日の培養物のレベルで産生され、又はFVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも2.5mg/l/日の培養物のレベルで産生される、請求項25に記載の方法。
- FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも5mg/l/日の培養物のレベルで産生される、請求項38に記載の方法。
- FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、少なくとも8mg/l/日の培養物のレベルで産生される、請求項39に記載の方法。
- FVIIまたはFVII関連ポリペプチドが、3〜4mg/l/日のレベルで産生される、請求項39に記載の方法。
- 産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチド単位が、少なくとも5000U/l/日であり、又は産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチド単位が、少なくとも7000U/l/日であり、又は産生されるFVIIまたはFVII関連ポリペプチドの活性単位が、7000〜10,000U/l/日である、請求項39に記載の方法。
- 工程(c)で得られた培養物を、細胞含有キャリアの沈降の後、培養物上清の一部を定期的に採取し、新鮮な培地で置換する工程によって動物産生物不含、インスリン不含培地中で維持する工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
- キャリアの前記沈降前に、前記培養の設定値より低い所定の温度まで前記培養物を冷却する工程をさらに含む、請求項43に記載の方法。
- 前記培養物を、キャリアの前記沈降前に、前記培養の温度設定値より5℃〜30℃低い温度まで冷却する、又は前記培養物を、前記培養の温度設定値より5℃〜20℃低い温度まで冷却する、又は前記培養物を、前記培養の温度設定値より5℃〜15℃低い温度まで冷却する、又は前記培養物を、前記培養の温度設定値より10℃低い温度まで冷却する、請求項44に記載の方法。
- 前記培地が、次の添加物、i)グルタミン;最終濃度0.9g/l、ii)硫酸第二鉄×7H2O 0.0006g/l、iv)プトレシン、×2HCl 0.0036g/l、vi)ビタミンK1 0.0025g/l、vii)シンペロニック;最終濃度1g/l、フェノールレッド 0.008g/l、エタノールアミン 0.00153g/l、および炭酸水素Na 2g/lのうちの1以上が補充された血清不含DMEM/HAM F12に基づく処方物である、請求項1、請求項2、請求項3、請求項16、請求項17、請求項18または請求項25に記載の方法。
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