Клетки-долгожители помогут увеличить производство лекарственных белков

Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН выяснили, как созданные ими «клетки-долгожители» справляются с перегрузкой при производстве белков. В отличие от обычных клеток, которые при сильном стрессе снижают активность и могут погибнуть, «долгожители» масштабно перестраивают обмен веществ, системы защиты от стресса и внутриклеточного транспорта. Понимание этих механизмов поможет создавать более устойчивые и продуктивные клеточные фабрики для производства биофармацевтических препаратов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.

При активном производстве секретируемого белка, например, антитела, эндоплазматическая сеть клеток испытывает повышенную нагрузку, в ней белки должны правильно свернуться, образовать дисульфидные связи и пройти контроль качества. Если система не справляется, клетка включает защитную программу – ответ на несвернутые белки, так называемый стресс эндоплазматического ретикулума. При слишком сильном стрессе этот ответ может закончиться остановкой синтеза белка и гибелью клетки.

Исследователи лаборатории биоинженерии клеток млекопитающих ФИЦ Биотехнологии РАН сравнили два ранее созданных ими промышленных продуцента терапевтических белков на основе клеток яичника китайского хомячка (CHO). Один из них, HB8, был получен на основе стандартных клеток CHO-S и производит хорионический гонадотропин человека. Второй, DUL73, создан на основе линии CHO-4BGD, в которой генетически отключен основной путь направленной клеточной смерти (апоптоза) и усилены механизмы выживания клеток. Этот продуцент секретирует аналог дулаглутида – препарата, применяемого в терапии сахарного диабета 2 типа.

Для моделирования сильного стресса системы созревания секретируемых белков клетки обрабатывали дитиотреитолом (DTT), нарушающим образование дисульфидных связей, а затем анализировали изменения транскрипции генов.