고객 맞춤형 요구사항에 맞는 지능형 도구, 서비스 및 솔루션을 활용한 세포주 개발

일반적으로 독성 시험과 최초 인체 투여 임상 시험 모두 안전성을 확보하고 개발 위험을 최소화하기 위해 동일한 클론 유래 세포를 사용하여 진행됩니다. 그러나 단일 세포 클로닝을 이용한 세포주 개발은 시간이 많이 소요되며, 세포주의 안정성과 제조 가능성을 기반으로 최적의 클론을 선별하는 데 필요한 시간으로 인해 더욱 어려워집니다. 개발 기간을 단축하기 위해, 여러 클론을 풀링하여 초기 단계에서 규제 기관 제출에 필요한 독성 연구를 위한 약물 물질을 생산하고, 이후 최종적으로 임상 시험용 물질 생산에 사용할 단일 클론을 선택하는 방식이 사용됩니다.

번역 후 변형은 진핵 세포에서 단백질이 생성되는 과정에서 흔히 발생하는 현상입니다. 여기에는 아세틸화, 아미드화, 카르복실화, 인산화, 당화 등 다양한 화학적 변형이 포함됩니다. 이러한 중요한 화학적 변형은 단백질의 접힘, 안정성 및 기능에 필수적입니다.

다양한 단백질 번역 후 변형 중에서 당화는 단백질에 당 분자가 공유 결합으로 부착되는 과정이기 때문에 화학적 이질성 측면에서 가장 복잡한 변형입니다. 당화에는 O-결합 당화와 N-결합 당화의 두 가지 일반적인 유형이 있습니다.

당화 패턴은 아푸코실화 단클론 항체(mAb)와 같은 단백질의 생물학적 활성에 중요한 역할을 합니다.

중국 햄스터 난소(CHO) 세포와 같은 포유류 세포를 이용한 치료용 항체 생산 과정에서 N-결합 당화(N-linked glycosylation)가 흔히 관찰됩니다. IgG1 항체의 경우, 중쇄 Fc 영역에 당화가 일어나는 보존된 부위가 존재합니다. 번역 후 변형 과정에서 다양한 당기(예: N-아세틸글루코사민(GlcNAc), 만노스, 푸코스, 갈락토스)가 복잡한 조합으로 결합하여 다양한 당화 패턴을 형성할 수 있습니다. 보다 예측 가능한 당화 항체를 얻기 위해 포유류 세포주를 이용한 유전자 조작을 포함한 전처리 공정에서 상당한 발전이 이루어졌으며, 발효 과정에서 배지 첨가제를 사용하여 당화 관련 대사 경로를 조절하는 방법도 개발되었습니다. 또 다른 전략으로는 항체 당화 변이체 분리를 위한 Fcγ 기반 친화성 리간드 사용과 같은 새로운 후처리 기술의 도입이 있습니다.

세포주 개발 과정에서 일정 비율의 클론이 불안정해지는 것은 흔한 일입니다. 불안정한 클론이란 유전자 복제 수 감소나 유전자 침묵 효과로 인해 시간이 지남에 따라 생산성이 저하되는 클론을 의미합니다. 적용되는 기술에 따라 불안정한 클론의 비율은 50% 이상에 달할 수도 있습니다. 하지만 싸토리우스의 셀카(Cellca) 세포주 개발 기술과 같은 성숙한 기술을 사용하면 안정적인 클론의 비율을 80% 이상까지 낮출 수 있습니다.

거의 모든 세포 시스템은 이질성을 띠며, 이는 특화된 기능과 향상된 생존에 기여합니다. 유전체, 후성유전체, 전사체 및 단백질체 수준에서 단일 세포의 이질성을 심층적으로 이해하는 것은 건강한 상태와 질병 상태 모두에서 유기체의 기능에 미치는 영향을 파악하는 데 매우 중요합니다.

현재 우리가 다양한 세포 및 조직 유형에 대해 알고 있는 대부분의 지식은 수백에서 수백만 개의 세포를 한꺼번에 분석하는 대량 분석에서 비롯된 것이므로, 세포의 이질성의 실제 범위를 크게 과소평가할 수 있습니다.

현대 기술의 발전으로 단일 세포 수준에서 분석이 가능해졌으며, 이는 세포 이질성과 그 의미를 이해하는 데 있어 큰 진전을 가져왔습니다.

• 단일 세포 이질성 분석은 발생 경로, 예를 들어 줄기세포가 어떻게 운명을 결정하는지, 그리고 이것이 분화된 조직의 발달과 유지에 어떻게 기여하는지를 밝히는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이는 분화 과정의 결손 또는 잘못된 방향으로 인한 악성 종양을 이해하는 데 중요할 뿐만 아니라, 특히 재생 의학 분야에 매우 중요합니다.
• 전체 게놈 증폭(WGA), SNP 검출 또는 시퀀싱과 같은 방법을 통해 단일 세포 수준에서 세포 이질성을 분석하려면, 이질적인 배경에서 표적 세포를 고순도로 선별 및 분리해야 합니다. CellCelector™는 100% 순도의 개별 단일 세포를 자동으로 식별하고 분리하는 데 완벽한 도구이며, 다른 방법에 비해 많은 장점을 제공합니다.
• 표적 세포는 현미경 이미징을 기반으로 검출 및 분리 선별됩니다. 이를 통해 형광 마커를 이용한 선별뿐만 아니라 표적 세포가 나타내는 고유한 형태학적 특징을 현미경으로 관찰하여 표적 세포를 선별할 수 있습니다. 따라서 형광 마커와 무관하게 표적 세포를 라벨 없이 검출할 수 있습니다. 또한, 분리 과정 중 실시간 이미지 기록과 분리된 각 세포의 채취 전후 이미지 자동 기록을 통해 선별 과정에 대한 완벽한 기록을 제공하여 표적 세포만 선별되고 비표적 세포가 혼입되지 않도록 보장합니다. 이 신속하고 매우 부드러운 분리 과정은 높은 세포 순도(클로닝 응용 분야에서 최대 100% 증식률)와 최대 100%의 뛰어난 세포 전달 효율을 제공합니다.