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BE1025089A1 - Clarification de culture cellulaire - Google Patents

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BE1025089A1
BE1025089A1 BE20175210A BE201705210A BE1025089A1 BE 1025089 A1 BE1025089 A1 BE 1025089A1 BE 20175210 A BE20175210 A BE 20175210A BE 201705210 A BE201705210 A BE 201705210A BE 1025089 A1 BE1025089 A1 BE 1025089A1
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BE
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fatty acid
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BE20175210A
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BE1025089B1 (fr
Inventor
José Castillo
Vasily Medvedev
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Univercells Sa
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Priority to MYPI2019005603A priority patent/MY201273A/en
Priority to PCT/EP2018/058366 priority patent/WO2018178376A1/fr
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Abstract

L’invention fournit un procédé et un kit pour la clarification de culture cellulaire. La culture cellulaire comprend au moins une biomolécule d’intérêt. Le procédé comprend les étapes de culture des cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire comprenant ladite biomolécule; ajout à la culture cellulaire d’une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l’allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution; ajout à la première solution de terre de diatomées, en obtenant ainsi une seconde solution, et filtrage de la seconde solution dans au moins un moyen de filtration.

Description

DEMANDE DE BREVET D’INVENTION
Date de publication : 23/10/2018
Date de priorité :
Classification internationale : C12P 21/02, C07K 16/06, B01D 15/36, B01J 20/14
Numéro de dépôt : BE2017/5210
Date de dépôt : 30/03/2017
Demandeur :
UNIVERCELLS SA
6041, GOSSELIES
Belgique
Inventeur :
CASTILLO José 1000 BRUXELLES Belgique
MEDVEDEV Vasily 1400 NIVELLES Belgique
CLARIFICATION DE CULTURE CELLULAIRE
L’invention fournit un procédé et un kit pour la clarification de culture cellulaire. La culture cellulaire comprend au moins une biomolécule d’intérêt. Le procédé comprend les étapes de culture des cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire comprenant ladite biomolécule; ajout à la culture cellulaire d’une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l’allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution; ajout à la première solution de terre de diatomées, en obtenant ainsi une seconde solution, et filtrage de la seconde solution dans au moins un moyen de filtration.
BE2017/5210
Clarification de culture cellulaire
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé et un kit pour la clarification de récolte de culture cellulaire.
Arrière-plan
La purification de biomolécules, telles que des protéines, y compris des anticorps, des fragments d'anticorps, des protéines de fusion, des enzymes et d'autres protéines recombinantes, commence généralement par une étape de clarification dans laquelle les cellules et les débris sont éliminés de telle sorte que le surnageant ou le filtrat restant puisse être traité par des procédés qui seraient autrement gênés par leur présence. Leur élimination implique généralement des procédés physiques tels que la centrifugation et la filtration. Cette étape implique parfois l'utilisation de matériaux de filtration ayant des capacités d'échange d'anions, ou l'addition de particules ou de polymères solubles d'échange d'anions directement à la récolte contenant des biomolécules.
WO 2015/130222 révèle des procédés de purification d'une protéine cible comprenant la mise en contact d'une récolte de culture cellulaire avec au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, et de l'allantoïne à une concentration sursaturée pour former un mélange, et la séparation des matières solides pour fournir une solution comprenant la protéine cible avec une charge réduite de contaminants. L'addition de l'acide gras et de l'allantoïne précipite les contaminants et/ou les débris cellulaires compris dans la récolte de culture cellulaire. Les précipités sont éliminés par sédimentation gravimétrique et/ou centrifugation. Le surnageant est ensuite filtré en utilisant un moyen de filtration tel qu'un filtre en profondeur.
Le procédé révélé dans WO 2015/130222 et les procédés décrits dans l'art antérieur présentent plusieurs inconvénients. Lesdits procédés manquent de robustesse, en particulier lorsqu'ils sont mis à l'échelle et présentent un risque élevé que les précipités ou les flocs soient aspirés et bloquent le filtre de clarification. Pour augmenter la robustesse de la clarification de récoltes de cultures cellulaires, on peut laisser les cellules, débris cellulaires et autres impuretés décanter dans un récipient, et uniquement prélever un liquide surnageant pour une autre clarification. Cela représente un risque considérable de réduction du rendement et ne permet pas d'avoir une quantité reproductible de matière précipitée d'un lot à l'autre lot, ce qui pourrait représenter un défi supplémentaire pour l'étape de clarification. Ces inconvénients deviennent plus compliqués s'ils sont associés à des mises à l'échelle et transferts de technologie potentiels des processus mettant en oeuvre cette technologie. En outre, les procédés de l'art antérieur comprennent un nombre significatif d'étapes, ce qui augmente ainsi le risque de contamination et/ou d'erreurs humaines.
BE2017/5210
Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un kit pour la clarification de culture cellulaire qui surmonte au moins une partie des inconvénients mentionnés ci-dessus.
Résumé de l'invention
Dans un premier aspect, la présente invention fournit un procédé pour la clarification de culture cellulaire. La culture cellulaire comprend au moins une biomolécule d'intérêt ou une biomolécule cible. Le procédé comprend les étapes de :
(a) culture des cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire comprenant au moins une biomolécule cible, (b) détermination du poids cellulaire humide de la culture cellulaire, (c) ajout à la culture cellulaire d'une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution, (d) ajout à la première solution de terre de diatomées, en obtenant ainsi une seconde solution, et (e) filtrage de la seconde solution dans au moins un moyen de filtration. La filtration est obtenue en utilisant la terre de diatomées ajoutée en tant que milieu de filtration.
Dans un second aspect, la présente invention fournit un kit pour la clarification de culture cellulaire comprenant au moins un élément du groupe comprenant au moins un bioréacteur, au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne, au moins un composé électropositif, au moins un moyen de filtration et une notice comprenant les instructions pour l'utilisateur.
Le procédé et/ou le kit de la présente invention présentent plusieurs avantages par rapport à ceux décrits dans l'art antérieur. La présente invention permet une augmentation du débit de culture cellulaire pendant la clarification par filtration et une augmentation du débit d'alimentation du filtre. La présente invention permet de réduire le nombre d'étapes d'opération car le gâteau de filtration formé par la terre de diatomées ne nécessite pas de prérinçage avec de l'eau ou d'équilibrage avec un tampon. En outre, le gâteau de filtration peut être rincé avec une solution de chasse - contrairement aux procédés dans lesquels on laisse un précipité se former par décantation - ce qui améliore ainsi l'étape de récupération. En outre, le procédé de l'invention comprend un nombre minimal d'étapes pour obtenir la clarification de la culture cellulaire. Cela réduit considérablement la charge de travail, le risque de contamination et le coût du processus de purification des biomolécules cibles.
BE2017/5210
Description détaillée de l'invention
La présente invention concerne un procédé et un kit pour la clarification de culture cellulaire.
La culture cellulaire comprend au moins une biomolécule d'intérêt. Les « biomolécules » incluent des protéines telles que des anticorps, des fragments d'anticorps, des protéines de fusion, des enzymes, des protéines recombinantes, des peptides, des polypeptides ou d'autres biomolécules exprimées par les cellules.
Sauf définition contraire, tous les termes utilisés dans la révélation de l'invention, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la signification telle que généralement comprise par une personne de compétence ordinaire dans la technique à laquelle cette invention appartient. Au moyen de conseils supplémentaires, les définitions des termes sont incluses pour mieux apprécier l'enseignement de la présente invention.
Tels qu'utilisés ici, les termes suivants ont les significations suivantes :
« Un », « une », « le » et « la », tels qu'utilisés ici, désignent des référents à la fois au singulier et au pluriel, à moins que le contexte ne dicte clairement le contraire. À titre d'exemple, « un compartiment » désigne un ou plus d'un compartiment.
« Environ », tel qu'utilisé ici en référence à une valeur mesurable telle qu'un paramètre, une quantité, une durée temporelle et analogues, est destiné à englober des variations de +/20% ou moins, de préférence +/-10% ou moins, plus préférablement +/-5% ou moins, encore plus préférablement +/-1% ou moins, et toujours plus préférablement +/-0,1% ou moins de et à partir de la valeur spécifiée, dans la mesure où de telles variations sont appropriées pour fonctionner dans l'invention révélée. Cependant, il faut comprendre que la valeur à laquelle le modificateur « environ » se réfère est elle-même également spécifiquement révélée.
« Comprendre », « comprenant » et « comprend » et « composé de », tels qu'utilisés ici, sont synonymes de « inclure », « incluant », « inclut » ou « contiennent », « contenant », « contient » et sont des termes inclusifs ou ouverts qui spécifient la présence de ce qui suit, par exemple d'un composant, et n'excluent ou n'empêchent pas la présence de composants, caractéristiques, éléments, membres, étapes supplémentaires non mentionnés, connus dans la technique ou révélés ici.
La mention de plages numériques par les extrémités inclut l'ensemble des nombres et des fractions subsumés dans cette plage, ainsi que les extrémités mentionnées.
L'expression « % en poids » (pourcentage en poids), ici et dans toute la description, sauf définition contraire, désigne le poids relatif du composant respectif sur la base du poids total de la formulation. L'expression « 1% p/p » désigne ce qui peut être compris comme lg de composant respectif pour 100 g de la formulation, l'expression « 1% p/v » désigne ce qui peut être compris comme lg de composant respectif pour 100 mL de la formulation,
BE2017/5210 l'expression « 1% v/v » désigne ce qui peut être compris comme 1 mL de composant respectif pour 100 mL de formulation.
Les termes « récolte de culture cellulaire », « récolte de culture » et « récolte » sont utilisés ici comme synonymes et désignent la solution obtenue à la fin de la culture des cellules dans un bioréacteur. Les cellules cultivées ou les cellules élevées sont également désignées par cellules hôtes.
Les termes « structure de terre de diatomées », « gâteau de filtre de terre de diatomées », « gâteau de filtration de terre de diatomées » et « gâteau de terre de diatomées » sont utilisés ici comme synonymes et désignent la structure formée par la terre de diatomées pendant le processus de filtration.
Dans un premier aspect, la présente invention fournit un procédé de clarification de culture cellulaire comprenant :
(a) la culture des cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire contenant au moins une biomolécule, (b) la détermination du poids cellulaire humide de la culture cellulaire, (c) l'ajout à la culture cellulaire d'une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution, (d) l'ajout à la première solution de terre de diatomées (TD), en obtenant ainsi une seconde solution, et (e) le filtrage de la seconde solution dans au moins un moyen de filtration.
Dans un mode de réalisation préféré, un milieu de culture adapté est introduit dans le bioréacteur. Un milieu de culture adapté désigne la composition du milieu qui est nécessaire pour la croissance des cellules. Lesdites compositions sont connues de la personne compétente dans la technique et comprennent généralement des sels, des vitamines, des acides aminés, des sucres ou toute combinaison de ceux-ci. Le milieu de culture peut être préchauffé à une température allant de 20 à 40°C, de préférence de 25 à 38°C, plus préférablement de 30 à 37°C. Dans un mode de réalisation le plus préféré, ledit milieu de culture est préchauffé à environ 37°C.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition de l'étape (b) et/ou la terre de diatomées est ajoutée directement dans le bioréacteur. Une telle addition est réalisée après avoir atteint un stade souhaité de culture cellulaire tel qu'une densité cellulaire prédéterminée ou après un temps de culture cellulaire prédéterminé, en obtenant ainsi une récolte de culture cellulaire. C'est avantageux car cela réduit considérablement la charge de travail et ne nécessite pas de réservoirs, lignes ou installations intermédiaires.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition de l'étape (b) comprend 0,1% à 1,0% v/v d'acide gras, 0,5% à 3% p/v d'allantoïne et 0,01% à 1% p/v de composé électropositif.
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Plus préférablement, ladite composition comprend 0,3% à 0,6% p/v d'acide gras, 1,0% à 2,0% p/v d'allantoïne et 0,05% à 0,1% p/v de composé électropositif. Le plus préférablement, ladite composition comprend 0,4% à 0,5% v/v d'acide gras, 1,2% à 1,8% p/v d'allantoïne et 0,06% à 0,08% p/v de composé électropositif. La composition peut être sous forme liquide ou solide (telle qu'un mélange de poudres). Le composé électropositif peut être de la chitine désacétylée (chitosane, également appelé poly(D-glucosamine)) ayant un degré de désacétylation d'au moins 75% et un poids moléculaire de 30 kDa à 1000 kDa, de préférence de 300 kDa à 400 kDa, plus préférablement de 325 kDa à 375 kDa ou de toute valeur intermédiaire. Éventuellement, la composition comprend en outre d'autres composés électropositifs en plus du chitosane ou à la place du chitosane. Les différents composants de la composition pourraient être mélangés avant leur introduction dans le bioréacteur. Le composant de la composition pourrait également être introduit séparément dans le bioréacteur. Dans ce cas, les composants peuvent être introduits dans n'importe quel ordre ou n'importe quelle séquence.
Dans un mode de réalisation préféré, le composé électropositif est n'importe quelle particule chargée électropositive, telle qu'un polysaccharide électropositif, un polymère électropositif, le chitosane, des dérivés de chitosane, des polymères synthétiques tels que la poly(allylamine) et la polyéthylènimine benzylées, des particules disponibles dans le commerce telles que TREN (BioWorks, WorkBeads TREN, high) ou des tensioactifs cationiques comme le bromure d'hexadécyltriméthylammonium (également connu sous le nom de CTAB).
Dans un mode de réalisation préféré, la formule structurale générale de l'acide gras est CH3(CH2)nCOOH, dans laquelle n est un nombre entier de 4 à 12 inclus, de préférence de 5 à 8 inclus. L'acide gras peut être l'acide énanthique (acide heptanoïque), l'acide caprylique (acide octanoïque), pélargonique (acide nonanoïque), l'acide caprique (acide décanoïque) ou toute combinaison de ceux-ci. L'acide gras peut être ajouté sous la forme d'un sel, tel qu'un sel de sodium, par exemple, le caprylate de sodium. La partie grasse de l'acide gras peut être constituée d'une chaîne linéaire « droite » d'atomes de carbone. Dans certains modes de réalisation, la partie grasse de l'acide gras peut être constituée d'une chaîne ramifiée, telle que l'acide 2-éthylhexanoïque, qui contient une chaîne à 2 atomes de carbone en position numéro 2 de la chaîne primaire à 6 atomes de carbone, produisant un total de 8 atomes de carbone. L'acide gras peut inclure une double liaison à n'importe quelle position dans la chaîne carbonée. La chaîne d'acide gras peut contenir 6 ou 7 ou 8 ou 9 atomes. L'acide gras pourrait également être un acide nonénoïque ayant une double liaison terminale.
Dans un mode de réalisation préféré, après addition de la composition dans l'étape (b), le pH de la première solution est ajusté de telle sorte qu'il soit compris entre 4 et 7, de préférence entre 5,0 et 6,0, plus préférablement entre 5,1 et 5,4, le plus préférablement entre 5,25 à 5,35, ou à une valeur intermédiaire. L'ajustement du pH améliore la clairance
BE2017/5210 des impuretés de cellules hôtes présentes dans la culture cellulaire, telles que les protéines de cellules hôtes et l'ADN de cellules hôtes, pendant l'étape de clarification. En outre, un pH acide modifie la répartition granulométrique moyenne des particules contenues dans la récolte de culture cellulaire non clarifiée, ce qui améliore ainsi la performance de l'étape de filtration. Un autre avantage important de l'ajustement du pH après l'addition de la composition dans l'étape (b) est d'assurer l'uniformité et la reproductibilité de la clarification d'un lot à l'autre, pendant les mises à l'échelle et les transferts.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition ajoutée dans l'étape (b) est laissée dans le bioréacteur pendant 5 à 360 minutes, de préférence 15 à 240 minutes, plus préférablement 60 à 120 minutes, le plus préférablement 30 à 60 minutes, ou pendant un intervalle intermédiaire. Dans un mode de réalisation préféré, après addition de la composition, la première solution est soumise à une agitation continue de 60 à 120 tr/min. Ladite première solution est de préférence maintenue à température ambiante.
Dans un mode de réalisation préféré, le poids cellulaire humide (WCW) de la culture cellulaire est déterminé par n'importe quel procédé connu de la personne compétente dans la technique. De préférence, le WCW est déterminé comme suit : des échantillons de culture cellulaire sont prélevés du bioréacteur après avoir atteint le stade souhaité de culture cellulaire et au moins 3 échantillons sont collectés. Le volume de chaque échantillon peut varier de 15 ml à 50 ml ou tout autre volume représentatif selon l'échelle du bioréacteur. Les échantillons sont centrifugés de 4000 à 5000 g pendant 5 à 10 minutes pour sédimenter les cellules. Le surnageant obtenu est jeté et le WCW est calculé sur la base de la différence entre le poids des tubes centrifuges vides et le poids des tubes centrifuges contenant les cellules déposées. La moyenne des trois mesures est calculée et enregistrée en tant que WCW en gramme par litre.
Dans un mode de réalisation préféré, la quantité de TD ajoutée est de 20 à 60%, de préférence de 25 à 55%, plus préférablement de 30 à 50%, encore plus préférablement de 35 à 45%, le plus préférablement d'environ 40% du WCW de la culture cellulaire. La TD peut être de différents grades qui sont commercialement disponibles sur le marché. Par exemple, pour des cultures de cellules CHO, le grade Celpure 300© ou le grade Celpure 1000© sont de préférence utilisés.
De préférence, la TD est ajoutée après 30 à 45 minutes en comptant à partir de l'addition de la composition dans l'étape (b), en obtenant ainsi la première solution. Après addition de la TD, une seconde solution est obtenue. L'agitation de la seconde solution est maintenue pendant 5 à 60 min, de préférence pendant 8 à 40 min, plus préférablement pendant 10 à 30 min, le plus préférablement pendant 15 à 20 min. L'agitation est maintenue à n'importe quelle fréquence suffisante pour maintenir la solution mélangée de façon homogène, de préférence la fréquence d'agitation est de 60 à 240 tr/min. Ensuite, la seconde solution est filtrée en utilisant au moins un moyen de filtration qui est imperméable à la TD. Ledit moyen
BE2017/5210 de filtration est perméable aux composants de culture cellulaire non clarifiée qui ont une taille appropriée pour traverser la membrane.
Le bioréacteur et le moyen de filtration sont de préférence reliés de façon fluide l'un à l'autre. Chacun du bioréacteur et du moyen de filtration comprend au moins une entrée et une sortie. De préférence, la sortie du bioréacteur est reliable de façon fluide à l'entrée du moyen de filtration. La seconde solution peut être introduite ou passée à travers le moyen de filtration en utilisant au moins une pompe. De préférence, le débit de la seconde solution et/ou la pression à l'entrée du dispositif de moyen de filtration sont mesurés en utilisant un moyen de mesure adapté prévu dans ladite entrée. Le moyen de filtration et/ou le moyen de mesure peuvent être tous moyens connus de la personne compétente dans la technique. Par exemple, le moyen de filtration peut être une enceinte enconstituée de matériau polymère qui est assemblée autour d'une membrane polymère qui est imperméable aux particules de terre de diatomées. Lesdites enceinte et membrane de matériau polymère définissent une surface de filtration d'au moins 20 à 30 cm2 pour chaque IL de la seconde solution. La hauteur du gâteau de filtration formé de TD pourrait être de 3,0 à 4,5 cm. Le matériau polymère de l'enceinte pourrait être du téréphtalate de polyéthylène et la membrane peut être constituée de polyéthylène ayant une porosité de 7 à 12 micromètres. Le moyen de filtration peut être de toute forme. Ledit moyen de filtration est de préférence cylindrique ayant un diamètre d'environ 5,5 cm et une hauteur d'environ 4,5 cm, ce qui est suffisant pour traiter jusqu'à IL de seconde solution. De préférence, l'entrée et la sortie du moyen de filtration comprennent chacune au moins un orifice pour relier ladite entrée et/ou ladite sortie à d'autres lignes ou récipients et au moins un orifice de d'aération pour éliminer l'air pendant le remplissage du moyen de filtration. L'entrée et/ou la sortie pourraient être équipées de capteurs de pression ou d'autres capteurs ou éléments de contrôle si nécessaire.
Lors de l'introduction de la seconde solution dans le moyen de filtration, la TD s'accumule d'un côté du moyen de filtration et s'assemble progressivement en structure de TD comprenant une pluralité de canaux. La taille ou le diamètre des canaux sont définis par la taille des particules de la TD ajoutée à la première solution. La taille des particules de TD peut être choisie en fonction de la taille de la biomolécule d'intérêt et/ou des propriétés de la culture cellulaire et/ou des propriétés des cellules utilisées pour exprimer la molécule d'intérêt (cela inclut le type de cellules (par exemple, des cellules CHO) et la densité cellulaire de la récolte à clarifier). La structure de TD formée sert d'outil de filtration. La matière de grande taille, telle que les cellules, les débris cellulaires et d'autres composés non ciblés de grande taille de la seconde solution, est retenue par la structure de TD, tandis que les biomolécules cibles, ayant une plus petite taille, s'écoulent à travers les canaux de la structure de TD. Une culture cellulaire clarifiée comprenant les biomolécules d'intérêt est ainsi obtenue. Éventuellement, un filtre en profondeur est positionné en aval de la structure de TD et du moyen de filtration. Le filtre en profondeur est choisi de telle sorte que les biomolécules cibles le traversent tout en retenant autant que possible d'autres contaminants
BE2017/5210 éventuels. Cela réduit encore la présence de contaminant dans la culture cellulaire clarifiée et améliore encore la clarté du filtrat obtenu si cela est nécessaire pour une autre application.
L'addition de TD à la première solution améliore la filtrabilité des récoltes traitées/floculées sans altérer la capacité des agents de précipitation ajoutés à éliminer les impuretés liées aux cellules hôtes. En effet, l'addition de la composition dans l'étape (b) modifie les propriétés physiques de la première solution comprenant les cellules hôtes, les débris cellulaires et/ou les différentes impuretés et/ou les biomolécules cibles et la composition ajoutée dans l'étape (b). Par exemple, la taille moyenne des particules dans la culture cellulaire augmente. En outre, plusieurs types d'impuretés précipitent, formant ainsi des fractions précipitantes dans la première solution. Plus précisément, les fractions précipitées contiennent des impuretés de cellules hôtes, par exemple, des protéines de cellules hôtes et de l'ADN de cellules hôtes, ce qui réduit de façon significative la teneur des impuretés de cellules hôtes dans la fraction non précipitée de la première solution. Ces modifications physiques rendent la clarification de routine complexe. Par exemple, dans le cas d'une filtration en profondeur, une surface très significante de filtres en profondeur est nécessaire pour clarifier la première solution comprenant les précipités formés. Pour éviter d'avoir un faible débit d'alimentation, on laisse les précipités de la première solution décanter sous gravité, suivi par un transfert du surnageant obtenu dans le dispositif de filtre en profondeur comme décrit dans WO 2015/130222. Cette approche manque de robustesse, nécessite une personnalisation importante des collecteurs et présente un risque élevé que les précipités ou les flocs soient aspirés dans le système et bloquent le filtre en profondeur. En utilisant le procédé de clarification de WO 2015/130222, la fraction précipitée contient encore de la matière cible précieuse qui n'est pas récupérée par une autre filtration en profondeur. En outre, ledit procédé nécessite des opérations supplémentaires pour obtenir la qualité souhaitée de récolte de culture cellulaire clarifiée, c'est-à-dire, une période de maintien pour permettre à la matière particulaire de décanter.
Les inventeurs ont découvert de façon surprenante que l'addition de TD après addition de la composition dans l'étape (b) ne modifie pas la performance des agents de précipitation décrits ci-dessus ou la réduction des impuretés cellulaires. En même temps, il n'est plus nécessaire de laisser les précipitants décanter sous gravité. La première et la seconde solution sont constamment sous agitation et la seconde solution est passée à travers ou introduite dans un moyen de filtrage où ou sur lequel la structure de TD est formée et sert de filtre comme décrit ci-dessus. Cela a permis d'obtenir des avantages opérationnels importants, y compris un temps de traitement plus court, moins d'étapes de processus, moins de matériaux de processus, moins d'équipements et de solutions, sans compromettre la qualité de la récolte clarifiée.
Le procédé de la présente invention, en particulier, l'utilisation de TD comme décrite dans la présente invention permet de :
BE2017/5210 augmenter le débit pendant la filtration: débit de 500 LMH (litres par mètre carré par heure) dans la présente invention en utilisant de la terre de diatomées contre 100 à 150 LMH dans la filtration en utilisant des procédés de technique antérieure dans lesquels les impuretés ou les débris cellulaires sont précipités (comme lors de l'utilisation de filtres en profondeur disponibles dans le commerce), augmenter le débit d'alimentation du filtre: la structure de TD permet de traiter au moins 400L de culture cellulaire comprenant un précipité pour lm2 de gâteau de filtre, alors que les filtres de l'état de l'art sont capables de traiter au plus 300350 L/m2 de culture cellulaire comprenant un précipité formé selon la procédure décrite ci-dessus, obtenir une valeur de turbidité pour l'ensemble du filtrat en dessous de 20 NTU et donc éliminer la nécessité d'une autre filtration en profondeur dans le processus. Le filtrat peut être introduit directement sur un filtre de grade stérilisant et traité ultérieurement, réduire les étapes de procédé nécessaires pour obtenir la clarification de la culture cellulaire. Par exemple, les sous-étapes de rinçage avec de l'eau et d'équilibrage avec un tampon isotonique ne sont pas nécessaires pour un gâteau de filtre formé à partir de TD selon la présente invention, cependant, c'est le cas pour les procédés de la technique antérieure qui mettent en œuvre des filtres en profondeur standards disponibles dans le commerce. Cela entraîne une réduction considérable du coût et du temps nécessaires pour obtenir une qualité souhaitable de récolte de culture cellulaire clarifiée.
Après achèvement de l'étape de filtration, la structure de TD ou le gâteau de TD peut être rincé avec un tampon de chasse soutenu pour récupérer le produit retenu dans le gâteau de filtration et ensuite jeté. De préférence, le tampon de chasse est isotonique pour la récolte de culture cellulaire en termes de pH et de conductivité. Une personne compétente dans la technique peut facilement choisir un tampon approprié isotonique pour la récolte de culture cellulaire qui est soumise à clarification. Par exemple, un tampon de chasse préféré utilisé pour chasser une récolte clarifiée à pH 5,3 a la composition suivante: 50 mM d'acétate de sodium, 125 mM de chlorure de sodium, pH 5,30. Si la récolte est clarifiée dans des conditions neutres, alors un tampon de chasse préféré a la composition suivante: 20 mM de phosphate de sodium, 125 mM de chlorure de sodium, pH 7,0. C'est une distinction par rapport aux procédés de clarification impliquant la précipitation et la décantation de matières et de molécules non cibles et le prélèvement du surnageant obtenu. La culture cellulaire clarifiée pourrait encore être conditionnée et/ou traitée pour obtenir des biomolécules purifiées. Le pH et/ou la conductivité de la culture cellulaire clarifiée pourraient être ajustés pour d'autres traitements. La récolte de culture cellulaire clarifiée peut être:
passée à travers un filtre fonctionnalisé supplémentaire, concentrée et soumise à un échange de tampon par ultrafiltration et diafiltration, traitée par filtration à courant tangentiel à haute performance,
BE2017/5210 précipitée à partir de la culture cellulaire clarifiée par du polyéthylèneglycol, précipitée sélectivement à partir de la culture cellulaire clarifiée par un sel kosmotrope tel que le sulfate d'ammonium, le sulfate de sodium, le phosphate de potassium, le citrate de sodium, ou le citrate de potassium, traitée par une chromatographie telle qu'une chromatographie d'affinité, une chromatographie d'échange de cations, une chromatographie d'échange d'anions, une chromatographie d'exclusion stérique, une chromatographie d'exclusion préférentielle, une chromatographie d'interaction hydrophobe, une chromatographie sur hydroxyapatite ou ce que l'on appelle une chromatographie en mode mixte, où un milieu de chromatographie donné comprend de multiples fonctionnalités chimiques capables de donner des résultats de fractionnement différents des fonctionnalités constitutives, appliquées séquentiellement, ou toute combinaison des traitements mentionnés ci-dessus.
Dans un second aspect, la présente invention propose un kit pour la clarification de culture cellulaire comprenant au moins un élément du groupe comprenant au moins un bioréacteur, au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne, au moins un composé électropositif, au moins un moyen de filtration et une notice comprenant les instructions pour l'utilisateur.
Dans un mode de réalisation préféré, l'acide gras et/ou l'allantoïne et/ou le composé électropositif et/ou la terre de diatomées sont sous forme solide, plus préférablement sous forme de poudre.
L'acide gras est choisi parmi le groupe comprenant l'acide énanthique (heptanoïque), l'acide caprylique (octanoïque), l'acide pélargonique (nonanoïque), ou l'acide caprique (décanoïque), ou toute combinaison de ceux-ci.
Dans un mode de réalisation préféré, le composé électropositif est n'importe quelle particule chargée électropositive telle qu'un polysaccharide électropositif, un polymère électropositif, le chitosane, des dérivés de chitosane, des polymères synthétiques tels que la poly(allylamine) et la polyéthylènimine benzylées, des particules disponibles dans le commerce telles que TREN (BioWorks, WorkBeads TREN, high) ou des tensioactifs cationiques comme le bromure d'hexadécyltriméthylammonium (également connu sous le nom de CTAB).
Le bioréacteur peut être tout type de bioréacteur connu de la personne compétente dans la technique, tel qu'un bioréacteur à réservoir d'agitation, un bioréacteur à perfusion, un bioréacteur à ondes, un bioréacteur cylindrique, un bioréacteur à sac, un bioréacteur à lit mobile, un bioréacteur à lit fixe, un bioréacteur fibreux, un bioréacteur à membrane, un bioréacteur discontinu ou un bioréacteur continu. Le bioréacteur peut être de toute forme et peut être constitué de n'importe quel matériau, par exemple, d'acier inoxydable, de verre ou de plastique.
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Exemples
Un litre de récolte non clarifiée de culture fraîche de cellules CHO avec une densité de cellules viables de 7,2-105 cellules/ml et une viabilité de 90% a été maintenu sous agitation constante. La culture de cellules cultivées exprimait l'anticorps monoclonal IgGl avec un titre d'environ 0,5 g/L. Trois échantillons de récolte de 15 ml chacun ont été prélevés pour déterminer le poids cellulaire humide (WCW) qui était de 38 g/L. Le WCW a été déterminé comme décrit ci-dessus. La turbidité initiale de la récolte a été mesurée avec un turbidimètre calibré et était de 1150 NTU.
À la culture non clarifiée de cellules CHO, on a ajouté ce qui suit:
1% p/v d'allantoïne (10 g pour 1 litre de récolte),
0,45% v/v d'acide octanoïque (4,5 ml pour 1 litre de récolte), et
0,08% p/v de chitosane à poids moléculaire élevé (0,8 g pour 1 litre de récolte) ayant un poids moléculaire moyen dans la plage de 300 kDa à 400 kDa, ainsi la première solution a été obtenue.
Le pH de la première solution a été ajusté à 5,30 en utilisant de l'acide acétique IM. La première solution a été agitée à 120 tr/min à température ambiante sans laisser décanter les précipités formés. Après 45 minutes d'agitation constante, 15,2 g de terre de diatomées (TD) de grade Celpure 300© ont été ajoutés à IL de solution (40% de WCW ont été déterminés expérimentalement avant l'addition des précipitants). La seconde solution formée a été agitée pendant 5 minutes supplémentaires. La solution a ensuite été soumise à un autre traitement comme décrit ci-dessous.
Ensuite, le récipient qui contenait la seconde solution a été relié à un moyen de filtration qui était constitué d'une enceinte en téréphtalate de polyéthylène et d'une membrane en polyéthylène ayant une répartition des pores comprise entre 7 μm et 12 μm avec une surface totale de 21 cm2. L'enceinte était imperméable à la terre de diatomées de particules de Celpure 300© et aux autres matières particulaires de grande taille. La seconde solution a été maintenue sous agitation constante et introduite dans le moyen de filtration avec une pompe péristaltique à un débit constant de 18 ml/min. Un capteur de pression a été installé à l'entrée du moyen de filtration et le débit a été calculé en utilisant une lecture de balances étalonnées. La seconde solution a été filtrée avec l'outil de filtration en 48 minutes, ce qui correspond à un flux moyen de 511,9 LMH (litres par mètre carré par heure). La pression mesurée à l'entrée du moyen de filtration a augmenté de manière linéaire jusqu'à 0,68 bar à la fin de la filtration. La capacité de filtration finale obtenue était de 409,5 l/m 2, et la turbidité du filtrat a été réduite de 1150 NTU à 17 NTU (c'est une valeur de turbidité d'ensemble; une diminution continuelle de la turbidité du filtrat a été observée pendant la durée de la filtration). Lorsque la filtration a été terminée, le gâteau ou la structure de TD a été rincé avec 70 ml de solution qui contenait 50 mM de tampon d'acétate de sodium, 125 mM de chlorure de sodium et avait un pH de 5,30. Cela a été fait pour chasser le produit qui était retenu dans le gâteau de filtre et améliorer la récupération de la molécule
BE2017/5210 cible. La turbidité d'ensemble a diminué jusqu'à 14,8 NTU après avoir chassé le produit avec un tampon d'aide.
La récolte clarifiée a été traitée avec un filtre en profondeur supplémentaire disponible dans le commerce (Sartoclear P Caps DL20). La récolte clarifiée a été filtrée en 100 minutes avec un flux global de 206,4 LMH, une capacité d'au moins 344 l/m2 et une pression basse constante de 0,21 bar. La turbidité a été réduite à 1,8 NTU. Le filtre en profondeur a été chassé avec le même tampon que celui utilisé pour le gâteau de filtre de TD pour récupérer le produit cible. Le pH de la récolte clarifiée a été ajusté à 7,0 avec une base TRIS 2M pH
9,5 et filtré avec un filtre de 0,22 μm avant un autre traitement.
La molécule cible a été capturée à partir de la récolte clarifiée en utilisant trois résines d'affinité différentes (CaptivA PriMab par Repligen, MabCapture A Select par Thermofischer Scientific et Amsphere A3 par JSR). La performance de la clarification en utilisant la TD a été évaluée en mesurant la teneur en protéines de cellules hôtes CHO (HCP) dans les éluats des résines d'affinité en utilisant le kit CHO ELISA générique disponible auprès de Cygnus Technologies. La teneur en HCP dans tous les éluats était cohérente et était comprise entre 30 et 35 ppm.
Il est supposé que la présente invention n'est limitée à aucune forme de réalisation décrite précédemment et que certaines modifications peuvent être ajoutées à l'exemple présenté sans réévaluation des revendications annexées.
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Claims (15)

  1. Revendications
    1. Un procédé pour la clarification de culture cellulaire comprenant:
    (a) la culture de cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire comprenant au moins une biomolécule, (b) la détermination du poids cellulaire humide de la culture cellulaire, (c) l'ajout à la culture cellulaire d'une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution, (d) l'ajout à la première solution de terre de diatomées, en obtenant ainsi une seconde solution, et (e) le filtrage de la seconde solution dans au moins un moyen de filtration.
  2. 2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel la composition de l'étape (b) est ajoutée directement dans le bioréacteur.
  3. 3. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la terre de diatomées est ajoutée directement dans le bioréacteur.
  4. 4. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la composition de l'étape (b) comprend 0,1% à 1,0% v/v d'acide gras.
  5. 5. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la composition de l'étape (b) comprend 0,5% à 3% p/v d'allantoïne.
  6. 6. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la composition de l'étape (b) comprend 0,01% à 1% p/v de composé électropositif.
  7. 7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la quantité de terre de diatomées ajoutée est de 20 à 60% du poids cellulaire humide de la culture cellulaire.
  8. 8. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de filtration est imperméable à la terre de diatomées.
  9. 9. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la formule structurale générale de l'acide gras est CH3(CH2)nCOOH, où n est un nombre entier de 5 à 8.
  10. 10. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'acide gras est choisi parmi le groupe comprenant l'acide énanthique (heptanoïque), l'acide caprylique (octanoïque), l'acide pélargonique (nonanoïque) ou l'acide caprique (décanoïque), ou toute combinaison de ceux-ci.
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  11. 11. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le composé électropositif est choisi parmi le groupe comprenant un polysaccharide électropositif, un polymère électropositif, le chitosane, un dérivé de chitosane, un polymère synthétique, un tensioactif cationique ou toute combinaison de ceux-ci.
    5
  12. 12. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel dans le composé électropositif est du chitosane ayant un poids moléculaire de 30 kDa à 1000 kDa, préférablement de 325 kDa à 375 kDa.
  13. 13. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel, après l'addition de la composition de l'étape (b), le pH de la première solution est ajusté
    10 de telle sorte qu'il soit compris entre 4 et 7.
  14. 14. Un kit pour la clarification de culture cellulaire comprenant au moins un élément du groupe comprenant au moins un bioréacteur, au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne, au moins un composé électropositif, au moins un moyen de filtration et une notice comprenant les instructions pour l'utilisateur.
  15. 15 15. Le kit selon la revendication 14, dans lequel l'acide gras et/ou l'allantoïne et/ou le composé électropositif et/ou la terre de diatomées sont sous forme solide.
    BE2017/5210
    Clarification de culture cellulaire
    Abrégé
    L'invention fournit un procédé et un kit pour la clarification de culture cellulaire. La culture cellulaire comprend au moins une biomolécule d'intérêt. Le procédé comprend les étapes de 5 culture des cellules dans au moins un bioréacteur, en obtenant ainsi une culture cellulaire comprenant ladite biomolécule; ajout à la culture cellulaire d'une composition comprenant au moins un acide gras ayant 7 à 10 atomes de carbone, de l'allantoïne et au moins un composé électropositif, en obtenant ainsi une première solution; ajout à la première solution de terre de diatomées, en obtenant ainsi une seconde solution, et filtrage de la seconde 10 solution dans au moins un moyen de filtration.
    TRAITE DE COOPERATION EN MATIERE DE BREVETS
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