[发明专利]交替切向流快速收获

说明书

本发明公开了通过在流体培养基中培养细胞直到细胞已经产生收获浓度的细胞产物来从细胞培养物中收获细胞产物的方法和系统。细胞在细胞培养系统中培养，所述细胞培养系统包括连接到ATF装置的生物反应器。方法包括通过出口和ATF装置从生物反应器排出流体培养基直到生物反应器体积达到预定的体积，并且ATF柱在ATF出口处产生含有细胞产物的液体并且使具有低于收获浓度的浓度的细胞产物的流体培养基回到生物反应器中，从ATF出口抽取含有细胞产物的液体，用无菌磷酸盐缓冲盐水或不含任何细胞产物的流体培养基再填充生物反应器，并重复步骤直到移出所需量的细胞产物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月25日提交的美国临时申请No.62/366,557的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及交替切向流过滤单元用于从生物反应器中收获产物、例如用于从补料分批生物反应器培养物中收获产物的用途。

背景

微生物、植物或动物细胞的培养物用于产生具有重要商业价值的生物和化学物质。特别是对于商业生产，这些培养物能够以三种操作模式运行：分批、连续、补料分批或浓缩补料分批。应用包括发酵、生物技术和化学品，用于生产特种化学品和产物，以及废物处理。产物通常是高价值产物，包括任何所需的细胞产物，例如内源和重组产物，包括蛋白质、肽、核酸、病毒、氨基酸、抗生素、特种化学品和其他有价值的分子。所需的蛋白质可包括但不限于单克隆抗体、酶和其他重组抗体、酶、肽、病毒。即使产量和生产率的微小改善也会提高收益率。因此，存在改进分批、补料分批或浓缩补料分批反应器操作的动机。

使用现有技术从补料分批生物反应器中收获产物通常采用分离方法，例如离心和深度过滤，这可能是耗时的并且能够产生比期望的更低的产物回收率。离心成为细胞收获的一部分已经有一段时间了，但是这个方法导致高剪切，导致低活力和可能受到改变的蛋白质质量。深度过滤具有优于离心的优点，但是具有其自身的局限性，例如需要监测压差，过滤器的处理，大的空间占用和按比例扩展的问题。此外，离心和深度过滤都需要第二次澄清步骤以产生适用于色谱分离方法的流体。

概述

本公开内容中描述的方法和系统至少部分地基于以下发现：交替切向流(ATF)过滤能够适于进行从细胞培养物(例如补料分批培养物或浓缩补料分批培养物)的快速收获以实现细胞产物的快速、高产率收获的有益结果。使用ATF收获补料分批和其他类型的细胞培养物允许以最少的步骤进行快速收获程序，因为新方法简化了收获程序(其通常需要两个或更多个步骤，例如离心和深度过滤)。ATF收获产生具有高澄清度的适合于下一阶段(例如色谱柱)的进料流，因此避免了下游系统的结垢。因此，本公开内容描述了使用ATF收获补料分批和浓缩补料分批培养物的一系列方法。

使用离心或深度过滤器从补料分批生物反应器中收获蛋白质是常用的。然而，使用这些常用技术的蛋白质回收率很低，并且是耗时的过程。根据本文所述的新方法和系统，在补料分批生物反应器上使用ATF作为快速收获设备能够将收获时间减少到小于8或10小时。新方法还维持蛋白质质量，因为在整个收获过程中细胞活力仍然很高。

在第一方面，本公开内容包括从细胞培养物例如补料分批或浓缩补料分批细胞培养物中收获细胞产物的方法。细胞产物包括任何所需的内源和重组蛋白质、核酸、病毒和其他有价值的分子。所需的蛋白质可包括但不限于单克隆抗体、酶和其他重组或天然存在的蛋白质。这些方法包括在起始体积的培养基中培养细胞直到细胞在培养基中已经产生收获浓度的细胞产物，其中细胞在包括连接到交替切向流(ATF)装置的生物反应器的细胞培养系统中培养；通过ATF装置从生物反应器排出培养基直到培养基体积达到预定的体积，其中所述ATF装置在ATF出口处提供含有细胞产物的液体，并将具有比收获浓度低的细胞产物浓度的培养基返回至所述生物反应器；从ATF出口抽取含有细胞产物的液体；用流体培养基再填充生物反应器至等于、高于或低于起始体积的体积；和重复排出、抽取和再填充步骤中的一个或多个步骤，直到从生物反应器中移出所需量的细胞产物。