| Περίληψη: | Η παρούσα εργασία αποτελεί μια συνεργασία μεταξύ του εργαστηρίου Μεταβολικής Μηχανικής και Συστημικής Βιολογίας στο ΙΤΕ / ΙΕΧΜΗ και της φαρμακοβιομηχανίας Bayer. Η φαρμακευτική βιομηχανία στρέφεται στην παραγωγή θεραπευτικών πρωτεϊνών με τη χρήση κυτταροκαλλιεργειών θηλαστικών, καθώς τα κύτταρα θηλαστικών παρέχουν συγκεκριμένα πλεονεκτήματα στην ποιότητα του τελικού προϊόντος. Αποκτά, λοιπόν, ιδιαίτερο ενδιαφέρον η μελέτη της φυσιολογίας των κυτταροκαλλιεργειών θηλαστικών. Επίσης, το υπάρχον σύστημα παρακολούθησης των κυτταροκαλλιεργειών στη βιομηχανία κρίνεται λιγότερο ευαίσθητο από το επιθυμητό. Μόνο λίγες πρωτογενείς μετρήσεις λαμβάνονται για την παρακολούθηση των κυτταροκαλλιεργειών. Για το λόγο αυτό αναζητούνται νέες μέθοδοι με μεγαλύτερη ευαισθησία, που θα μπορούσαν να ενισχύσουν την υπάρχουσα εργαλειοθήκη παρακολούθησης. Η μελέτη του μεταβολισμού της κυτταροκαλλιέργειας, του πιο άμεσα αποκρινόμενου και δυναμικά μεταβαλλόμενου επιπέδου της κυτταρικής λειτουργίας, είναι ο στόχος της παρούσας εργασίας. Με τη δυναμική ανάλυση του μεταβολικού δικτύου με χρήση μεταβολομικής ανάλυσης, απαντήθηκαν πολλαπλά ερωτήματα που αφορούσαν στη μεταβολική φυσιολογία κυτταροκαλλιεργειών BHK (baby hamster kidney - νεφρικά κύτταρα νεογνού χοιριδίου) που ήδη χρησιμοποιούνται στη φαρμακοβιομηχανία για την παραγωγή θεραπευτικών πρωτεϊνών. Έγινε χρήση GC-MS μεταβολομικής ανάλυσης σε δείγματα που συλλέχθηκαν από υψηλής κυτταρική πυκνότητας βιοαντιδραστήρες διαπότισης της Bayer, εργαστηριακής και βιομηχανικής κλίμακας. Δείγματα συλλέχθηκαν, επίσης, από κυτταροκαλλιέργειες σε φιάλες ανακίνησης. Σε τρεις πειραματικές διαδικασίες, διάφοροι παράγοντες διαφοροποιούνταν και επηρέαζαν, περισσότερο ή λιγότερο, τη φυσιολογία της κυτταροκαλλιέργειας. Τέτοιοι ήταν η ηλικία της κυτταροκαλλιέγειας, το μέγεθος του βιοαντιδραστήρα, το pH, η θερμοκρασία, το διαλυμένο οξυγόνο και το θρεπτικό μέσο της κυτταροκαλλιέργειας. Η μεταβολομική ανάλυση έδωσε απαντήσεις γύρω από συγκεκριμένες αλλαγές της μεταβολικής φυσιολογίας της κάθε κυτταροκαλλιέργειας και αποδείχτηκε ισχυρό και ευαίσθητο εργαλείο για την Μηχανική Κυτταροκαλλιεργειών. Μεταβολικές αλλαγές που οφείλονται στην ηλικία της κυτταροκαλλιέργειας, μελετώνται πρώτη φορά με τόση λεπτομέρεια. Δείχνεται, επίσης, η επίδραση των διαταραχών των παραγόντων που διαμορφώνουν το περιβάλλον της κυτταροκαλλιέργειας στη φυσιολογία των κυττάρων και κατά πόσο απομακρύνουν την κυτταροκαλλιέργεια από την αναμενόμενη φυσιολογία. Όλα τα παραπάνω είναι πολύ σημαντικά στη Μηχανική Κυτταροκαλλιεργειών και θα μπορούσαν να ορίσουν τη μεταβολομική σαν ένα εργαλείο επικύρωσης της φυσιολογίας της κυτταροκαλλιέργειας και της διαδικασίας.
|
|---|
