Optimizing the Transfection Conditions for the Generation of Stable Transgenic Cell Lines

Abstract

Transgenic cell lines that produce biopharmaceutical proteins are widely utilized in the biotech industry and the demand is not predicted to decline in the near future. For obtaining an industrially usable cell line, process components like expression vector, host cell line and transfection method need to be carefully selected. Due to all practical reasons, the industry prefers to use the most conventional Chinese hamster ovary (CHO) cell line. The generation of recombinant cell lines is known to be time-consuming, labor-intensive and expensive. Therefore, the several steps of this process are under constant development. One of the first work packages is transfection, where genes encoding for the therapeutic protein are taken into mammalian host cells. In this study, we aimed to generate a more cost-effective transfection procedure using the electroporation based technology of nucleofection. This method is favored by the researchers for its high and reproducible transfection efficiency, but also known for the high cost and lack of public information on its components and related consumables. As a result of this study, a novel nucleofection solution was developed for the transfection of CHO-DG44 cells, showing comparable if not better performance over the commercial Lonza's solution in terms of transient and stable expression of recombinant proteins. The transfection was further improved by selecting a more effective nucleofection program and by linearizing the plasmid prior to transfection. These enhancements, optimized on the basis of the biotherapeutic protein production, are potentially advantageous for any research requiring a large number of efficient transfection experiments.

Biyofarmasötik proteinler üreten rekombinant hücre hatları biyoteknoloji endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve bunlara olan talebin yakın gelecekte azalması beklenmemektedir. Endüstriyel olarak kullanılabilir bir hücre hattı oluşturmak için, ekspresyon vektörü, konak hücre hattı ve transfeksiyon yöntemi olarak bileşenlerin dikkatle seçilmesi gerekmektedir. Pratik nedenlerden dolayı, endüstride en geleneksel Çin hamsteri yumurtalık (CHO) hücre hattını kullanmak tercih edilir. Rekombinant hücre hatlarının oluşturulması zaman alıcı, zahmetli ve pahalıdır, bu nedenle daha fazla geliştirilmeye ihtiyaç duyar. Çalışma paketlerinden biri, terapötik proteini kodlayan genlerin konak hücrelere alındığı transfeksiyondur. Bu projede amaç, nükleofeksiyonun elektroporasyon tabanlı teknolojisinin kullanıldığı, uygun maliyetli bir transfeksiyon prosedürü oluşturmaktır. Araştırmacılar, yüksek ve tekrarlanabilir transfeksiyon verimliliği nedeniyle bu yöntemi tercih ediyorlar, ancak bileşenleri ve ilgili sarf malzemeleri hakkında yüksek maliyet ve kamuya açık bilgi eksikliği sorunu da var. Bu çalışmanın bir sonucu olarak, CHO-DG44 hücrelerinin transfeksiyonu için yeni bir nükleofeksiyon çözeltisi geliştirilmiştir. Bu çözelti, rekombinant proteinlerin geçici ve stabil ekspresyonu açısından ticari Lonza'nın çözeltisi üzerinde daha iyi olmasa bile karşılaştırılabilir bir performans gösterir. Daha etkili bir nükleofeksiyon programı seçerek ve plazmidi transfeksiyondan önce doğrusal hale getirerek transfeksiyonu daha da geliştirdik. Biyoterapötik protein üretimine göre optimize edilen bu geliştirmeler, birçok verimli transfeksiyon deneyi gerektiren herhangi bir araştırma için avantajlı olabilir.