Optimización del cultivo de células embrionarias de riñon humano (HEK-293) para la producción de anticuerpos monoclonales anti-factor de necrosis tumoral (TNF)

Abstract

La producción de proteínas recombinantes utilizando células animales es un proceso clave en la elaboración de productos terapéuticos de uso mundial. Para optimizar este proceso se debe tomar en cuenta una serie de factores como la línea celular utilizada, los vectores de expresión de la proteína recombinante y el medio de cultivo.

Este Trabajo de Memoria de Título tiene como objetivo la optimización del medio de cultivo de células embrionarias de riñón humano (HEK-293) para la producción de un anticuerpo monoclonal anti-factor de necrosis tumoral (TNF-α). La estrategia general de trabajo consistió en transfectar células HEK-293 con un vector de expresión, que codifica para las cadenas liviana y pesada de un anticuerpo anti-TNF-α. Utilizando diluciones al límite de las células transfectadas, se seleccionaron seis clones productores del anticuerpo. Estos clones fueron caracterizados durante 7 días de cultivo en un medio DMEM/F12 y posteriormente en un medio mejorado, ambos con 10% de suero fetal bovino (SFB). La velocidad máxima de crecimiento en el medio mejorado fue de 0,033 hrs-1 con una máxima densidad celular de 19x106 cel/ml, siendo ésta siete veces mayor que la alcanzada en el medio DMEM/F12. Además, la producción de anticuerpo en este medio fue 1,07 unidades de absorbancia [405 nm], un 200% mayor que en el medio DMEM/F12.

Utilizando un análisis factorial se obtuvo un clon capaz de crecer en estas condiciones usando una concentración de 3 mg/l de dexametasona. Este cultivo tuvo una máxima densidad celular de 2,8x106 cel/ml, una velocidad máxima de crecimiento de 0,018 hrs-1 y una producción de anticuerpo de 0,33 unidades de absorbancia. Para este clon, se obtuvieron disminuciones de un 38 y 70% en la densidad celular y producción de anticuerpo respectivamente, comparados con el medio con 10% de SFB. Finalmente se obtuvo una adaptación parcial a un crecimiento en suspensión. Este cultivo tuvo una máxima densidad celular de 0,48x106 cel/ml, una velocidad máxima de crecimiento de 0,01 hrs-1 y una producción de anticuerpo de 0,166 unidades de absorbancia.

Se calcularon las tasas específicas de consumo de glucosa y producción de lactato para los crecimientos antes descritos. Se observó que las células en presencia de suero utilizan menos glucosa como fuente de energía, generando menos lactato en el medio de cultivo. Además, las células en suspensión tienen mayores tasas específicas de consumo de glucosa y producción de lactato, comparado con células en adherencia en un medio libre de suero y son capaces de utilizar lactato como fuente de carbono.

Con el propósito de aumentar la producción del anticuerpo recombinante se utilizaron distintos suplementos en el medio de cultivo como ácido linoleico, insulina, extractos de levadura, sulfato de zinc, butirato de sodio y ácido valproico. Este último resultó fundamental para la producción del anticuerpo, aumentando en alrededor de un 90% la expresión en células adheridas.

En conclusión, se obtuvo información del estado de las células en distintas fases de cultivo, generando una mayor comprensión del estado metabólico de células HEK-293 al generar un anticuerpo recombinante.