Vergleichende Untersuchung des Wachstums und des Metabolismus von Chinese-Hamster-Ovary-Zellen in Kulturen bei niedrigen und hohen Zelldichten

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Im direkten Vergleich zu mikrobiellen Fermentationen sind die Ausbeuten bei der Produktion von Biopharmazeutika mit tierischen Zellkulturen noch gering. Eine weitere Produktivitätssteigerung lässt sich auf zwei Wegen erreichen. Zum einen kann eine Optimierung der Produktionszelllinien zu einer höheren zellspezifischen Produktivität führen und zum anderen kann durch eine Erhöhung der Zellkonzentration in den Produktionsprozessen die volumetrische Produktivität erhöht werden. Die vorliegende Arbeit verwendet Methoden der Metabolomanalyse, um den Stoffwechsel einer Chinese Hamster Ovary (CHO) Zelllinie bei in Standardkultivierungen vorliegenden und künstlich erzeugten hohen Zelldichten zu untersuchen. Die durchgeführten Experimente lassen darauf schließen, dass der Stoffwechsel der untersuchten Zelllinie zum hohen Grad dereguliert ist. Es findet somit keine effiziente Kontrolle der Stoffwechselvorgänge statt. Hierdurch akkumulieren die Stoffwechselprodukte Laktat und Ammonium in der Kultur, welche einen negativen Einfluss auf das Wachstum haben. Zudem zeigt sich, dass die Nährstoffzufuhr zu den Zellen bei hohen Zelldichten nicht mehr in ausreichendem Maße gewährleistet ist. Auf der Grundlage dieser Daten werden abschließend Vorschläge erarbeitet, mit welchen sich die Zellkultivierung bei hohen Zelldichten optimieren lässt.