研究人员用计算机模型提高药物生产

来自五大洲合作伙伴的广泛研究得出了一个描述中国仓鼠卵巢细胞(CHO)代谢的模型。该模型可用于改善和加速生物治疗剂,抗癌药物和疫苗的生产

来自五大洲合作伙伴的广泛研究得出了一个描述中国仓鼠卵巢细胞(CHO)代谢的模型。该模型可用于改善和加速生物治疗剂,抗癌药物和疫苗的生产。

研究人员用计算机模型提高药物生产

中国仓鼠卵巢细胞(CHO)占当今市场上最畅销的治疗性蛋白质的一半以上。这些包括癌症药物,血液蛋白,代谢紊乱的酶,疫苗和各种人类激素。全球生物治疗性蛋白质的销售额每年超过1400亿美元。

尽管市场很大,但生产这种药物一直是一个挑战。即使是最优质的药物,在CHO细胞中也只能以5-10 g / L的速度产生。低产量和高需求使得生物药物相当昂贵。

现在,一项新的研究揭示了影响CHO细胞内蛋白质产生的生物合成途径。该工具使科学家可以进行全面的模拟,而无需在实验室中进行繁琐的实验。因此,如果科学家想要在CHO细胞中产生特定的人类抗体,该模型将告诉他或她涉及哪些代谢途径,以及哪些生长条件可能会提供最佳的生产潜力。

这个模型最终将治疗性蛋白质的生产与CHO细胞消耗的营养直接联系起来。这将使研究人员能够设计出更好的CHO细胞,以优化治疗性蛋白质的生产,从而可能降低价格并提高许多药物的利用率。”来自加州大学诺和诺德基金会生物可持续性研究中心的通讯作者兼助理教授内森·刘易斯说。 , 圣地亚哥。

该模型可准确预测细胞生理

该研究涉及来自美国,丹麦,新加坡,奥地利,澳大利亚,智利,冰岛和沙特阿拉伯的合作伙伴。新模型称为iCHO1766,它包括6643个代谢反应和2341个独特的代谢产物,即产物或中间分子。

为了测试模型的预测是否反映了现实,科学家进行了多次测试,并将其与来自几个不同实验室的真实数据进行了比较。平均而言,预测仅偏离实际结果25%。这与在哺乳动物或人类新陈代谢的任何其他可比较模型中进行的相似分析一样好,甚至更好。

“这表明该模型相当健壮,但仍有改进的空间,”来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校诺和诺德基金会生物可持续性研究中心的共同第一作者,博士生Hooman Hefzi说。

“该模型主要基于CHO数据,但是当没有CHO数据可用时,还基于人和小鼠细胞系。但是该模型是动态的,并且会在发现新数据或需要改进的地方时进行更新。”他说。

结合三个局部适当模型

为了构建这种共识模型,研究人员结合了三种现有的CHO代谢模型。事实证明,每个模型都涵盖了新陈代谢的不同方面,因此最终的反应只有22%相同。因此,内森·刘易斯(Nathan Lewis)表示,共识模型对CHO代谢进行了更为全面的概述,数十名研究人员的共同努力使研究小组能够精心策划每种途径。

现在,研究人员可以在其CHO细胞设计中进行更具策略性的工作。因此,您无需筛选和测试数十亿个细胞,以巧合地产生出高浓度的所需生物药物,您可以在计算机上进行模拟,然后再去实验室设计用于工程化细胞的策略。我会说,这对CHO生物工程师来说是非常重要的工具。”

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