2021/09/08 COVID-19疫苗研發好夥伴──Applikon生物反應器
為了控制SARS-CoV-2的流行性大爆發，需要快速研發COVID-19疫苗及血清學測試，以確認人體是否已經感染病毒並形成免疫力。研究團隊利用昆蟲細胞桿狀病毒表達系統進行SARS-CoV-2 棘蛋白 (Spike protein)生產；而為了在短時間內製造足量棘蛋白，利用快速篩選平台 (Rapid screening )找出最佳化製程條件便尤為重要。
圖1. 使用昆蟲細胞桿狀病毒表達系統生產Spike protein示意圖
在瓦格寧根大學(Wageningen University)病毒學實驗室暨生物製程工程團隊的COVID-19研究中，Applikon micro-Matrix微型生物反應器被用於篩選Sf9細胞株的細胞生長與蛋白質產量之優化研究。Micro-Matrix系統可在24-well深孔培養盤上同時控制所有bioreactor內溶氧量、pH值與溫度等參數。因此，一次可以獲得24個培養條件之數據比較；最佳化的培養參數條件篩選在一次實驗下即可完成。
圖2. Sf9細胞株在使用AppliFlex ST(銀色)及miniBio(藍色)的活細胞密度、細胞存活率及葡萄糖濃度，在30%溶氧量、27℃、600rpm培養條件下，氧氣由open hole或porous sparger供氣，虛線與實線表示兩次實驗
接下來，研究團隊在Applikon 500ml miniBio 玻璃系統及 AppliFlex ST拋棄式生物反應器上進行小量製程的測試。最終將製程放大至20L生物反應器上並生產出臨床前動物實驗與血清學測試的有效材料。
圖3. 使用miniBio(左)及AppliFlex ST(右)生物反應器進行細胞培養
結論
- Sf9細胞株在使用miniBio 玻璃系統及 AppliFlex ST拋棄式生物反應器培養時，其細胞生長、細胞存活率、葡萄糖消耗量等培養條件表現是一致的
- Sf9細胞株在生物反應器中培養時，與使用porous sparger相比，使用open hole sparger時可達到較高的最大活細胞密度
- 使用AppliFlex ST拋棄式生物反應器時流程更簡單、準備更快速
圖4. 使用AppliFlex ST及miniBio準備時間比較
Applikon webinar：Rapid screening for optimal SARS-CoV-2 vaccine process conditions
