CRISPR-инженерные клетки повышают эффективность производства EPO

EPO (эритропоэтин) — важный медицинский препарат для лечения анемии у пациентов с хронической болезнью почек, онкологических больных после химиотерапии и при других состояниях. Годовой рынок терапии EPO оценивается примерно в 11 миллиардов долларов.

Сегодня рекомбинантный человеческий EPO (rhEPO) производят в клеточных линиях млекопитающих. Однако эффективность производства ограничена, поскольку гормон быстро деградирует клеточными ферментами.

Исследователи из Центра биологической устойчивости DTU использовали технологию CRISPR, чтобы снизить клеточный «стресс» и улучшить производство. Их работа опубликована в журнале Metabolic Engineering.

Результаты генетической модификации

Учёные «выключили» (нокаутировали) в клетках яичников китайского хомячка (CHO) три гена, участвующих в деградации сахарных групп, и два гена, связанных с запрограммированной гибелью клеток. Это привело к:

• Увеличению выработки EPO в 1,4 раза.
• Значительному улучшению качества: в нокаутных клетках доля наиболее активной формы EPO (высоко сиалилированной) составила около 40%, тогда как в обычных клетках — лишь около 2%.

Высоко сиалилированная форма EPO имеет наибольший период полураспада в организме, что критически важно для эффективности терапии.

Преимущество для fed-batch-культивирования

Обычно EPO производят в менее эффективных batch-культурах (однократное питание), потому что в стандартных fed-batch-культурах (непрерывное питание в течение 10–14 дней) гормон со временем разрушается.

Новая клеточная линия решает эту проблему на генетическом уровне. Как поясняет первый автор работы Тэ Кван Ха: «С нашей клеточной линией не нужно ничего добавлять — она просто работает».

Исследование проведено в малом масштабе. Для внедрения технологии необходима масштабируемость и проверка эффективности в промышленных биореакторах. Однако работа подтверждает, что нокаут специфических генов может значительно повысить продуктивность и качество продукции на уровне отдельных клеток.