Optimisation de la plateforme CHOZN® CHO K1 de génération de lignées cellulaires clonales pour la production de protéines recombinantes à usage thérapeutique

Abstract

La production de protéines recombinantes thérapeutiques est une évolution majeure, qui a permis de répondre aux limitations de la production par des sources naturelles et de développer de nouveaux médicaments. Les anticorps monoclonaux dominent désormais le marché des protéines recombinantes à application thérapeutique. La génération d’une lignée cellulaire est la première étape du développement du procédé de production d’une protéine recombinante à usage thérapeutique. Cette étape, décisive à de nombreux points de vue, assure le développement d’une lignée cellulaire clonale, productrice de la protéine recombinante et stable.Une plateforme de génération de lignées cellulaires est composée d’une lignée hôte, d’un vecteur d’expression et d’un procédé de génération de lignée. La thèse a pour objectif de comprendre les paramètres critiques pour l’expression de protéines recombinantes en cellules CHO (Chinese Hamster Ovary), du point de vue de chacun des éléments de la plateforme. Ces travaux ont directement été mis en application dans un contexte industriel. En effet, ils visent à optimiser la plateforme CHOZN® CHO K1, proposée dans le cadre des activités de CDMO (Contract Development and Manufacturing Organization) de Merck, afin d’augmenter la productivité des lignées générées et de réduire les délais de développement.Les caractéristiques et la performance de la plateforme de génération de lignée cellulaires CHOZN® CHO K1 ont d’abord été définies au cours d’un procédé basé sur une génération de mini-pools et une génération de clones. Cette caractérisation initiale, ayant conduit à l’obtention en 7,5 mois de clones produisant plus de 1 g/L d’un anticorps monoclonal standard, a permis d’identifier deux axes de travaux de recherche : l’optimisation du procédé de génération de lignées cellulaires clonales pour la diminution des délais de développement de lignées, et l’optimisation du vecteur d’expression, pour l’augmentation de la productivité des lignées générées.Un procédé de génération de lignées accéléré, appelé clonage direct, a été évalué. Ce procédé a permis de réduire de près de moitié la durée du procédé de développement de lignées, mais a, en revanche, conduit à la diminution de la productivité des lignées générées.Par ailleurs, plusieurs promoteurs atténués ont été évalués pour l’expression de la résistance à la pression de sélection, indispensable pour la génération de clones stables et producteurs. Certains promoteurs, utilisés lors d’un procédé de génération de lignées basé sur le clonage direct précédemment évalué, ont conduit à l’obtention en 4 mois de clones produisant plus de 3 g/L d’un anticorps monoclonal standard. De façon générale, l’utilisation de ces promoteurs a conduit à l’augmentation de la productivité des lignées générées. L’augmentation de la productivité des lignées a été confirmée sur plusieurs anticorps monoclonaux et une protéine de fusion Fc.Ces travaux ont donc permis d’augmenter la productivité des lignées recombinantes, et de diminuer les délais de développement de ces lignées. Ces enjeux sont cruciaux, dans un contexte où le processus de mise sur le marché d’une molécule thérapeutique est très concurrentiel.