Development of a serum free mediumfor HUMIRA® biosimilar by design of experimentapproaches

Deney tasarımı yaklaşımlarını kullanarak HUMIRA® biyobenzeri için serumsuz ortam tasarımı

Öznur ÖZASLAN, Pelin SAĞLAM METİNER, Sultan GÜLCE İZ, Duygu AYYILDIZ TAMIŞ, İlgin KİMİZ GEBOLOĞLU, Saime İsmet DELİLOĞLU GÜRHAN

Abstract

Background: Serum have been traditionally used to support growth of animal cell cultures. However, the increasing growth of therapeutic biopharmaceuticals market, accelerated the high demand for the serum-free medium (SFM).Objective: The main objective is to design a SFM for a stable rCHO cell line that produces a fully anti-human TNF-α monoclonal antibody (mAb) corresponding to HUMIRA® biosimilar.Materials and methods: Design of Experiment (DoE) approaches were used to determine the key factors due to their effect on specific growth rate and mAb production. The production was carried out in T-flasks at different initial cell concentrations and then in Erlenmeyers with the developed SFM. mAb production was compared with commercial SFMs in terms of yield and productivity.Results: Regarding to our findings, when the developed SFM-adapted cells were compared with the cells produced in commercial SFMs, the mAb productivity in developed SFM were higher (1.3–1.6 times) depending on higher mAb concentration and less (3–5 times) cell concentration. Additionally, the produced mAb in the developed SFM provided high conformational similarity with its originator HUMIRA®.Conclusion: DoE approaches could be used to reduce cost and time in designing SFM for any commercially important cell line to produce high value biologics.

Özet

Genel Bilgiler: Serum, hayvan hücre kültürlerininbüyümesini desteklemek için geleneksel olarak kulla nılmaktadır. Ancak, terapötik biyofarmasötik pazarı nın hızla büyümesi, serumsuz ortam (SFM) için talebiarttırmıştır. Amaç: Bu çalışmanın amacı, tamamen anti-insan tümörTNF-alfa monoklonal antikoru (mAb) olan HUMIRA® biyobenzerini üreten stabil rCHO hücre hattı için SFM’nintasarlanmasıdır. Gereç ve Yöntemler: Design of Experiment (DoE) yakla şımları, anahtar faktörlerin spesifik büyüme hızı ve mAbüretimi üzerindeki etkilerini belirlemek için kullanılmış tır. Geliştirilen ortam ile, farklı başlangıç hücre konsant rasyonlarında T-flasklarda ve ardından erlenlerde üretimgerçekleştirilmiştir. mAb üretimi verim ve verimlik bakı mından ticari SFM’ler ile karşılaştırılmıştır. Bulgular: Bulgularımıza göre, geliştirilen SFM’e adapteedilmiş hücreler ile ticari ortamda üretilen hücreler karşı laştırıldığında, SFM’de üretilen hücrelerin mAb verimlili ğinin daha yüksek mAb konsantrasyonuna ve daha düşükhücre konsantrasyonuna (3–5 kat) bağlı olarak dahayüksek (1,3–1,6 kat) olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, geliştiri len SFM’de üretilen mAb, orjinatörü HUMIRA® ile yüksekyapısal benzerlik sağlamaktadır. Sonuç: DoE yaklaşımlarının, yüksek katma değerli biyo lojik ürün üretimi için ticari açıdan önemli herhangi birhücre hattında SFM’nin tasarlanmasında maliyet vezamanı azaltmak amacıyla kullanılabilir.