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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/34173
SEPARAÇÃO DE CÉLULAS CHO UTILIZANDO HIDROCICLONES
Pinto, Rodrigo Coelho Ventura | Data do documento:
2007
Autor(es)
Membros da banca
Afiliação
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumo
No presente trabalho, estudou-se o uso de hidrociclones na separação de células
animais da linhagem CHO (Chinese hamster ovary). Empregaram-se diferentes
técnicas para avaliar os efeitos do uso dos hidrociclones sobre a viabilidade de células
CHO.K1 e CHO rhGM-CSF cultivadas a baixas concentrações de soro fetal bovino.
Na primeira fase do trabalho, foi possível determinar modelos matemáticos para
descrever o desempenho dos hidrociclones em função de três variáveis (queda pressão,
diâmetro de overflow e underflow). Foram verificadas altas eficiências, geralmente
acima de 97%. As configurações que apresentaram melhor desempenho foram testadas
quanto à capacidade de se manter a viabilidade da cultura, tendo sido constatadas
baixas quedas na viabilidade celular (cerca de 5%). Testes específicos para identificar
células apoptóticas indicam que o hidrociclone não induziu apoptose nas culturas
observadas. Na segunda parte do trabalho, os hidrociclones foram usados em
biorreatores agitados em perfusão para promover a retenção celular. Apesar de não ter
sido possível alcançar altas densidades celulares em biorreatores de pequena escala,
foi possível constatar que as culturas apresentaram crescimento significativo,
indicando que seria possível alcançar densidades celulares maiores. Durantes os
experimentos foram mantidas altas viabilidades celulares e a produtividade da cultura,
além de não ser constatada a indução de apoptose. Na fase final, o hidrociclone foi
empregado em um biorreator de escala industrial. Assim como observado
anteriormente, o equipamento promoveu altas eficiências de separação, sem
influenciar o metabolismo e viabilidade da cultura.
Resumo em Inglês
In the present work, hydrocyclones were investigated for the separation of
Chinese hamster ovary cells. Different techniques were used to assess the influence of
hydrocyclones on cell viability of the parental CHO.K1 cell line and of a recombinant
CHO cell line producing recombinant human granulocyte-macrophage colony
stimulating factor (CHO-GMCSF). In the first part of this work, a fractional factorial
experimental design was used to evaluate hydrocyclone performance as a function of
three variables (pressure drop, overflow and underflow diameter). High separation
efficiencies (over 97%) were obtained, and mathematical models to predict
hydrocyclone performance were determined based on the experimental data. The
hydrocyclone configurations that showed best results were further tested to verify their
capacity to maintain high cell viability. Low viability drops were observed. Specific
tests to identify apoptotic cells gave evidence that the device did not induce apoptosis
in cells separated with the hydrocyclones. In the second part of the present work,
hydrocyclones were used as retention devices in small-scale stirred-tank bioreactors
operating in perfusion mode. The cultures presented significant cell growth, indicating
that it would be feasible to achieve higher cell densities. During the whole culture
time, high cell viability and productivity were maintained, and no induction of
apoptosis was observed. The final part of this work consisted of testing the
hydrocyclone in an industrial large-scale bioreactor. The results showed high cell
separation efficiencies with no influence on cell culture viability and metabolism.
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