JP7105694B2 - 層状の細胞培養粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年12月30日に出願された米国仮出願第62/272,828号の米国特許法第119(e)条に基づく恩典を主張する。上述の出願の内容全体が本明細書に参照により組み込まれる。
本発明は、細胞の培養および他のこのような用途に有用な層状粒子を含む、乾燥細胞培養培地、供給物、補助物質または濃縮物に関する。本発明は、このような層状組成物を調製するためのプロセス、および安定な、例えば熱的に、光化学的に、および/またはγ線照射に安定な細胞培養組成物を製造する方法に関する。本発明は、タンパク質およびポリペプチドを生成し、それによって細胞成長およびタンパク質力価を増加させるための、このような層状の粒子調製物の使用にも関する。
本明細書で述べられる全ての刊行物、特許および特許明細書は、それぞれの個々の刊行物、特許または特許明細書が具体的かつ個々に示され、参照により組み込まれるのと同程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。
[本発明1001]
細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法であって、
(i)流動床装置中の気体が移動するカラム中での懸濁に乾燥粉末を供する工程と、
(ii)層状のベース粒子を形成するために、工程(i)の乾燥粉末に、噴霧機を用いて少なくとも1種類の溶媒を導入する工程と、
(iii)層状のベース粒子を乾燥させる工程と
を含む、方法。
[本発明1002]
細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法であって、
(i)流動床装置中の気体が移動するカラム中での懸濁に乾燥粉末を供する工程と、
(ii)ベース顆粒を形成するために、工程(i)の乾燥粉末上に、第1の噴霧機を用いて第1の溶媒を導入する工程と、
(iii)層状のベース顆粒を形成するために、工程(ii)のベース顆粒上に、第2の噴霧機を用いて少なくとも1種類の第2の溶媒を導入する工程と、
(iv)層状のベース顆粒を乾燥させる工程と
を含む、方法。
[本発明1003]
前記乾燥粉末が、基本培地粉末、完全培地粉末、細胞培養供給物、細胞培養補助物質、細胞培養培地もしくは供給物濃縮物、またはアミノ酸混合物である、本発明1001または1002の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1004]
前記第1の噴霧機が、トップ型噴霧器(top sprayer)、ボトム型噴霧機(bottom sprayer)および接線方向型噴霧機(tangential sprayer)からなる群より選択される、本発明1001の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1005]
前記第1または第2の噴霧機が、トップ型噴霧器、ボトム型噴霧機および接線方向型噴霧機からなる群より選択される、本発明1002または1003の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1006]
前記第2の噴霧機がボトム型噴霧機である、本発明1002または1003または1005の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1007]
多層ベース顆粒を形成するために、前記第2の噴霧機が、ベース顆粒上に複数の溶媒を噴霧する、本発明1002~1003または1005~1006のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1008]
多層ベース粒子を形成するために、前記第2の噴霧機が、ベース粒子上に複数の溶媒を噴霧する、本発明1001または1003~1004のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1009]
それぞれの噴霧工程の間に断続的な乾燥工程を伴って、前記第2の噴霧機が、複数の溶媒を連続して噴霧する、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1010]
それぞれの噴霧工程の間に断続的な乾燥工程を伴わずに、前記第2の噴霧機が、複数の溶媒を連続して噴霧する、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1011]
複数の溶媒のうちの各溶媒が、各溶媒中に1種類の構成要素を含む、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1012]
複数の溶媒のうちの各溶媒が、同じ構成要素を含む、本発明1011の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1013]
複数の溶媒のうちの各溶媒が、異なる構成要素を含む、本発明1011の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1014]
各溶媒が、構成要素の混合物を有する、本発明1001~1011および1013のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1015]
前記構成要素が、反応性種と感受性種とに隔離されている、本発明1014の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1016]
層状の顆粒を生じるために、反応性種および感受性種が別個に噴霧される、本発明1015の、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1017]
前記反応性種が、1種類以上の微量元素、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の金属塩、1種類以上の酸可溶性反応性基、1種類以上のアルコール可溶性反応性基および1種類以上のpH調整基からなる群より選択される、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1018]
前記感受性種が、1種類以上のポリアミン、1種類以上のビタミン、1種類以上の成長因子および1種類以上の不安定なアミノ酸からなる群より選択される、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1019]
前記方法で使用される投入気体が約20~30℃の温度にある、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1020]
前記方法で使用される投入気体が約25℃の温度にある、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1021]
ビタミンが、ビタミンB12、ビオチン、コリン、葉酸、ナイアシンアミド、ピリドキシン、リボフラビン、チアミン、アスコルビン酸およびパラ-アミノ安息香酸(PABA)からなる群より選択される、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1022]
乾燥工程が約50℃~60℃の温度にある、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1023]
前記ベース粒子またはベース顆粒が、含水量が約0.5%~10%になるまで乾燥される、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1024]
前記溶媒が反応性種を含む、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1025]
前記溶媒が、少なくとも1種類の酸化防止剤をさらに含む、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法。
[本発明1026]
前記本発明のいずれかにおいて得られる、層状のベース粒子または層状のベース顆粒。
[本発明1027]
前記本発明のいずれかの層状の培地粒子を製造することを含む、栄養培地の層状粒子、栄養培地補助物質の層状粒子、栄養培地サブグループの層状粒子を生産する方法であって、
ベース粒子またはベース顆粒上の少なくとも1つの層が、反応性種を含み、かつ/またはベース粒子またはベース顆粒上の少なくとも1つの層が、感受性種を含む、
方法。
[本発明1028]
前記反応性種が、1種類以上の微量元素、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の金属塩、1種類以上の酸可溶性反応性基、1種類以上のアルコール可溶性反応性基および1種類以上のpH調整基からなる群より選択される、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1029]
前記感受性種が、1種類以上のポリアミン、1種類以上のビタミン、1種類以上の成長因子および1種類以上の不安定なアミノ酸からなる群より選択される、本発明1027の方法。
[本発明1030]
前記乾燥粉末が、ビタミン、塊状の無機塩および糖類からなる群より選択される、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1031]
前記本発明のいずれかの層状の培地粒子から再構築された液体中で、細胞を培養する方法であって、以下の工程を含む、方法:
(i)適切な液体またはバッファー中で層状の培地粒子を再構築する工程であって、この層状の培地粒子が、細胞培養培地、供給物、補助物質または濃縮物である、工程、および、
(ii)前記細胞の増殖にとって望ましい条件下で、前記再構築された液体中で細胞を培養する工程。
[本発明1032]
前記培養が、増加した量のポリペプチドを産生するために使用される、本発明1031の、細胞を培養する方法。
[本発明1033]
前記ポリペプチドが組換えポリペプチドである、本発明1031~1032のいずれかの、細胞を培養する方法。
[本発明1034]
層状の培地粒子から作られていない液体培地を用いた培養と比較して、前記培養によって、産物の産生が増え、細胞増殖が増える、本発明1031~1033のいずれかの、細胞を培養する方法。
[本発明1035]
(i)前記本発明のいずれかの層状粒子または顆粒を含む第1の容器であって、層状粒子または顆粒が、細胞培養培地、供給物、補助物質または濃縮物である、第1の容器と、
(ii)細胞培養のために前記層状粒子または顆粒を使用するための指示書と
を含む、キット。
[本発明1036]
前記本発明のいずれかの層状の培地粒子から再構築された液体培地と、細胞とを含む、システム。
[本発明1037]
組換えポリペプチド、ウイルス、分泌タンパク質を産生する細胞を培養するか、または懸濁物中で細胞を培養するか、または接着した細胞を培養するために、前記再構築された液体培地を使用する、本発明1036のシステム。
[本発明1038]
アミノ酸が、20種類のアミノ酸、それらの塩または誘導体のうち1種類以上から選択される、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法、または本発明1035のキット、または本発明1036~1037のいずれかのシステム。
[本発明1039]
前記アミノ酸が、グリシン、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、ヒドロキシプロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、バリン、チロシン、システインおよびリシンのうち1種類以上から選択される、前記本発明のいずれかの、細胞を培養するための培地または供給物組成物を製造する方法、または本発明1035のキット、または本発明1036~1037のいずれかのシステム。
[本発明1040]
細胞を培養するための、前記本発明のいずれかの方法から得られる層状粒子または顆粒の使用。
[本発明1041]
前記細胞が哺乳動物細胞である、本発明1040の使用。
[本発明1042]
前記細胞が、CHO細胞、BHK細胞、HEK細胞、293細胞およびVERO細胞からなる群より選択される、本発明1040~1041のいずれかの使用。
[本発明1043]
前記細胞が、植物細胞、動物細胞、真核細胞、真核細胞、藻類細胞、真菌細胞および細菌細胞である、本発明1040~1041のいずれかの使用。
本発明は、層状のベース粒子または層状のベース顆粒を含む乾燥粉末培地組成物を生産する方法に関する。乾燥粉末培地は、本開示で述べられる場合、乾燥粉末培地(基本培地または完全培地)、乾燥濃縮細胞培養培地、乾燥粉末供給物または補助物質、乾燥粉末濃縮供給物または補助物質、乾燥バッファー粉末を指していてもよく、細胞を培養するために、これらを組み合わせて使用してもよく、または部分的に使用してもよく、またはそれ自体を使用してもよい(完全培地であり得る場合)。一般的に、培養とは、in vitroで細胞を培養することを指す。層状の培地または供給物粒子または顆粒を製造するための生産方法を本明細書で以下に記載する。
本明細書で使用される「粉末」または「乾燥粉末」という用語は、乾燥形態で存在する細胞培養のための培地粉末または粉末状培地組成物を指し、その肉眼での外観は、自由に流動するものであってもよい。「粉末」との用語は、凝集した粉末を含む。「ベース粉末」または「乾燥ベース粉末」または「乾燥粉末」という用語は、相互に置き換え可能に使用されてもよく、本明細書で使用される場合、一般的には、層形成され得る前の出発物質の乾燥粉末組成物を指す。「ベース粉末」または「乾燥ベース粉末」または「乾燥粉末」という用語は、任意の手段によって、例えば、流動床処理機によって顆粒化され、「ベース顆粒」または「凝集した顆粒」を生産してもよく、次いでこれを、溶媒を用いたさらなる「層形成」によって、層形成することができる。しかし、このことは、層状粒子(または顆粒)が、ベース顆粒から出発しなければならないことを意味しない。層状粒子は、単純な顆粒化されていない粉末状物から出発してもよく、これを同様に噴霧技術を用いて層形成してもよい。簡便さのために、層形成する前の顆粒化または凝集した出発粒子を、「ベース顆粒」と呼んでもよい。これに対応して、乾燥粉末であり、顆粒化していない出発粒子は、時には、層形成する前には「ベース粒子」と呼ばれることもある。任意の出発物質が、乾燥粉末または凝集した顆粒を全く含まない場合があることを意味しない場合がある。出発物質は、時に、溶媒を用いた層形成の前に、乾燥粉末と凝集した顆粒との混合物を含んでいてもよい。乾燥粉末または凝集した粉末は(適用可能な場合)、基本培地粉末、完全培地粉末、細胞培養供給物、細胞培養補助物質、細胞培養培地もしくは供給物濃縮物、またはアミノ酸混合物であってもよい。
顆粒化のためのトップ型噴霧機と、コーティングのためのボトム型噴霧機(例えば、Wurster)との組み合わせを用いた層形成方法によって、顆粒配合物を設計し、生産した。一例では、6インチのWursterインサート、2リットルの顆粒生成機/乾燥機/コーターを備えたGPCG 1.1を用い、ボトム型噴霧コーティングを行った。ボトム型噴霧による層形成について、それぞれの顆粒化について層組成が変動し得る。例えば、プロトタイプAおよびBについて(図1a、1b、2a、2b、3a、3bを参照)。プロトタイプAおよびBのための顆粒化ベース培地は、SKU PL003021、Lot1024MER1601を使用した。ベース培地は、トップ型噴霧顆粒化によって生産した。
陽性対照の一般的な供給培地に対する、再構築された層状の供給培地のアッセイにおける、細胞の生存率および増殖の比較(試験=試験したプロトタイプA)(図3aおよび3bを参照)。このアッセイのために、DG44-IgG細胞株を、Efficient Feed B(補助物質)A2530番(陽性対照)を含むCD-CHO(培地)12490番の中で培養した。一方、試験物は、再構築された層状の供給培地(プロトタイプA)であり、陰性対照は、グルコースを供給した培地であった。
顆粒化のためのトップ型噴霧機と、コーティングのためのボトム型噴霧機(例えば、Wurster)との組み合わせを用いた層形成方法によって、顆粒配合物を設計し、生産した。図4、5aおよび5bを参照。ベース粉末は、アミノ酸、d-グルコース、塩バッファーおよび選択ビタミン(SKU 12681)を含有する。例えば、ブレンダー(4qt)を用いて粉末をブレンドし、溶媒(例えば、水)を用い、トップ型噴霧方法(表1を参照)、限定されないが、例えば、Niro MP-1、Peristaltic Pump、Quadro Comil U5を含む装置を用いて顆粒化し、次いで、例えば、Fitzmill L1Aを用いて粉砕した。ここでは、層形成の前にベース粉末を顆粒化したが、ベース粉末の顆粒化は、必須工程でなくてもよい。顆粒化は、トップ型噴霧、ボトム型噴霧または接線方向型噴霧を使用してもよい。層形成は、通常、ボトム型層形成を用いて行われてもよく、層組成は、各顆粒化について変動し得る。トップ型噴霧顆粒化パラメータについては以下の表1を参照、また、図4~11を参照。
Thermo Fisherカタログ(カタログブレンド)CD OptiCHO AGT SKU A11222-05番に対する記載である。
上述の方法によって調製した乾燥した層状の細胞培養培地(配合物1および2)を、γ照射安定性についてさらに試験した。この実験の目標は、処理条件のみを変え、培地/供給物構成要素を層形成することによって(すなわち、細胞培養培地の配合を変えずに)、放射線に耐性の培地を調製することができるかどうかを決定することであった。層状培地を、以下の表に示すように、約20kGy~約70kGyの範囲の線量のγ照射で処理した。γ線照射の前後に感受性化学マーカー(例えば、チアミン、ビタミンB-12などのビタミン)の濃度を測定することによって、得られた層状の顆粒化培地のγ線照射耐性を分析した。各配合物(F1およびF2)およびγ線照射の条件について、MilliQ水を用い、2バッチの1リットル培地を調製した。トリプトファン、ナイアシンアミド、葉酸、チアミンおよびビタミンB12について、各サンプルも試験した(HPLCによる)。線量の行に、この試験のために配合物が曝露されるγ線照射の平均線量を列挙する。結果を以下の表6および図11に示す。これに加え、得られた顆粒の物理特性の決定を行った(表4および5)。ボトム型噴霧による層形成技術を用いて調製した複数構成要素の細胞培養培地が、内容物の優れた均一性を与えることを発見した。ベース顆粒化粉末の周囲のそれぞれの層の制御された配置が、同じ配合物内で反応性化学物質および感受性化学物質を物理的に分離する方法を与えることも注目された。グループ分けされた層は、さらに、熱による反応性または分解、光化学的な反応性または分解、放射線によって誘発される反応性または分解を引き起こす条件にさらされている間の化学安定性を向上させた。
Claims (15)
- 細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法であって、
(i)流動床装置中の気体が移動するカラム中での懸濁に乾燥粉末を供する工程と、
(ii)層状のベース粒子を形成するために、工程(i)の乾燥粉末に、噴霧機を用いて少なくとも1種類の溶媒を導入する工程と、
(iii)層状のベース粒子を乾燥させる工程と
を含み、
ここで、
各溶媒が1つの構成要素を有するか、または各溶媒が異なる構成要素を有するか、または各溶媒が構成要素の混合物を有し、
反応性種および感受性種を含む複数の構成要素を有する場合、複数の溶媒を導入して 層状のベース粒子を生じるために別個に噴霧される、反応性種と感受性種とに、該構成要素が隔離されており、かつ
該反応性種および該感受性種が互いに有害に相互作用する構成要素である、方法。 - 細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法であって、
(i)流動床装置中の気体が移動するカラム中での懸濁に乾燥粉末を供する工程と、
(ii)ベース顆粒を形成するために、工程(i)の乾燥粉末上に、第1の噴霧機を用いて第1の溶媒を導入する工程と、
(iii)層状のベース顆粒を形成するために、工程(ii)のベース顆粒上に、第2の噴霧機を用いて少なくとも1種類の第2の溶媒を導入する工程と、
(iv)層状のベース顆粒を乾燥させる工程と
を含み、
ここで、
各溶媒が1つの構成要素を有するか、または各溶媒が異なる構成要素を有するか、または各溶媒が構成要素の混合物を有し、
層状のベース顆粒を生じるために別個に噴霧される、反応性種と感受性種とに、該構成要素が隔離されており、かつ
該反応性種および該感受性種が互いに有害に相互作用する構成要素である、方法。 - 前記噴霧機が、トップ型噴霧器(top sprayer)、ボトム型噴霧機(bottom sprayer)および接線方向型噴霧機(tangential sprayer)からなる群より選択される第1の噴霧機であり、かつ/または多層ベース粒子を形成するためにベース粒子上に複数の溶媒を噴霧する、第2の噴霧機をさらに含む、
請求項1に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。 - 前記第1または第2の噴霧機が、トップ型噴霧器、ボトム型噴霧機および接線方向型噴霧機からなる群より選択され、かつ/または
前記第2の噴霧機がボトム型噴霧機であり、かつ/または
多層ベース顆粒を形成するために、前記第2の噴霧機が、ベース顆粒上に複数の溶媒を噴霧する、
請求項2に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。 - それぞれの噴霧工程の間に断続的な乾燥工程を伴って、前記第2の噴霧機が、複数の溶媒を連続して噴霧し、かつ/または
それぞれの噴霧工程の間に断続的な乾燥工程を伴わずに、前記第2の噴霧機が、複数の溶媒を連続して噴霧する、
請求項2または4に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。 - 前記乾燥粉末が、基本培地粉末、完全培地粉末、細胞培養供給物、細胞培養補助物質、細胞培養培地もしくは供給物濃縮物、またはアミノ酸混合物であるか、または、
前記乾燥粉末が、ビタミン、塊状の無機塩および糖類からなる群より選択される、
請求項1~5のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。 - 前記反応性種が、1種類以上の微量元素、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の反応性アミノ酸、1種類以上の金属塩、1種類以上の酸可溶性反応性基、1種類以上のアルコール可溶性反応性基および1種類以上のpH調整基からなる群より選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記感受性種が、1種類以上のポリアミン、1種類以上のビタミン、1種類以上の成長因子および1種類以上の不安定なアミノ酸からなる群より選択され、該ビタミンが、ビタミンB12、ビオチン、コリン、葉酸、ナイアシンアミド、ピリドキシン、リボフラビン、チアミン、アスコルビン酸およびパラ-アミノ安息香酸(PABA)からなる群より任意で選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法で使用される投入気体が約20~30℃の温度にあるか、または任意で約25℃の温度にある、請求項1~8のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 乾燥工程が約50℃~60℃の温度にある、請求項1~9のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 前記ベース粒子またはベース顆粒が、含水量が約0.5%~10%になるまで乾燥される、請求項1~10のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 前記溶媒が反応性種を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 前記溶媒が、少なくとも1種類の酸化防止剤をさらに含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 不活性な構成要素および/または失活剤(例えば、酸化防止剤)が、感受性構成要素および/または反応性構成要素と混合されるか、あるいは不活性な構成要素および/または失活剤(例えば、酸化防止剤)が、反応性層と感受性層との間に層形成される、請求項1~13のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
- 顆粒中の構成要素が、例えば、その化学反応性/化学的特性;熱による損傷もしくは放射線による損傷、または光化学的な損傷の受けやすさに従って、あるいはその溶媒溶解度などに従って、隔離されるか、またはグループ分けされる、請求項1~14のいずれか一項に記載の、細胞を培養するための層状の培地または供給物組成物を製造する方法。
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