Optimización del sistema de expresión hek 293/ad5-ifnγ humano mediante el manejo de la densidad celular y la multiplicidad de infección.

RESUMEN. Dado el éxito y la enorme demanda de las proteínas recombinantes terapéuticas, es necesario desarrollar en nuestro país nuevos sistemas de expresión y optimizar los existentes para aumentar, a un costo rentable, la cantidad y calidad de dichos medicamentos. En el caso de proteínas glicosiladas se ha utilizado mayoritariamente la línea celular CHO (Células de Ovario de Hámster chino), sin embargo, dicha línea tiene la desventaja de no glicosilar con el mismo patrón que el encontrado en las proteínas humanas. Las células HEK293, por ser humanas, expresan proteínas con el mismo patrón de glicosilación que su contraparte natural y son también un excelente sistema de expresión. La manipulación de parámetros básicos de cultivo celular como la densidad celular (DC) y la multiplicidad de infección (MOI) pueden contribuir de manera sencilla a optimizar dicho sistema de expresión. El objetivo del presente proyecto fue determinar el efecto de infectar los cultivos de HEK293 con tres diferentes densidades celulares (0.6, 1.0 y 1.5 x 106 cel/mL) a tres diferentes MOI (0.1, 1 y 5), utilizando el sistema de expresión HEK293/Ad5 y como proteína modelo IFN-. Se analizó el efecto sobre la producción de IFN-, el titulo viral producido, la proliferación celular así como el efecto sobre el consumo de las principales fuentes de carbono y energía (glucosa y glutamina) y la producción de metabolitos no deseados (lactato y glutamato). Una vez comparadas las productividades, estos resultados servirán de base para determinar si el costo beneficio del proceso por este sistema es adecuado para el análisis del patrón de glicosilación. El mayor rendimiento de producción de vectores adenovirales recombinantes (8.76 x108 pvi/mL), se obtuvo al infectar 0.6x106 cel/mL con una MOI de 5. La productividad máxima de IFN- se obtuvo con la combinación de la densidad celular más baja (0.6x106 cel/mL) y la MOI más alta (5), bajo dichas condiciones y a las 120 horas post infección, la concentración máxima de proteína producida fue de 19.2 pg/mL. Así se identificaron las condiciones de infección que resultan en los mayores rendimientos de adenovirus infecciosos y de IFN- humano producidos por las células HEK293. Se pudo determinar que la combinación de la densidad más baja utilizada (0.6x106 cel/mL) con la MOI más alta (5), y a las 120 horas post infección, son las condiciones que producen las mayores cantidades IFN- y vectores adenovirales, en el sistema HEK293/Ad5- IFN-.

ABSTRACT. Given the success and enormous demand for therapeutic recombinant proteins, is necessary to develop new expression systems in our country and optimize existing ones to increase, at a cost-effective, the quantity and quality of said drugs. In the case of glycosylated proteins, the CHO cell line (Chinese Hamster Ovary Cells) has mostly been used, however, it has the disadvantage that does not glycosylate following the same pattern found in human proteins. HEK293 cells (Human embryonic kidney 293), are from human orig in, so they are able to express proteins with the same glycosylation pattern as their natural counterparts and are also an excellent expression system. Nevertheless, the main challenge is to get competitive productivities compared to CHO cells, so in this work, an analysis of different parameters was established to determine if it is possible to produce glycosylated gamma interferon in a dimeric form. The manipulation of basic cell culture parameters such as cell density (DC) and multiplicity of infection (MOI) can contribute in a simple way to optimize said expression system. In this way, the objective of this project was to determine the effect of infecting HEK293 cultures at three different cell densities (0.6, 1.0 and 1.5 x 106 cells / mL) with three different MOI (0.1, 1 and 5), using the expression system HEK293/Ad5 and as protein model IFN-. We analyzed the effect on the IFN- production, the produced viral title, the cell proliferation as well as the effect on the consumption of the main sources of carbon and energy (glucose and glutamine) and the production of unwanted metabolites (lactate and glutamate). The highest production yield of recombinant adenoviral vectors (8.76 x 108 pvi/mL) was obtained by infecting 0.6x106 cells/mL with an MOI of 5 and the maximum productivity of IFN- was obtained with the combination of the lowest cell density (0.6x106 cel / mL) and the highest MOI (5), under these conditions and at 120 hours post infection, the maximum concentration of protein produced it was 19.2 pg/mL.