COVID-19 치료용 항체 생산 세포주 개발

▷ 기술소개(Introduction)

   - Transfection부터 RCB 제작까지의 전반적인 생산 세포주 개발 지원

   - 세포 주 선별 장비 활용 기술 지원

   - ClonePixTM2: 자동화 시스템을 활용한 고 발현 클론 선별

   - Cell Metric: Stable Cell Line의 Monoclonality 증빙 자료 확보

▷ 기술의 장점

   - 확보되어 있는 세포 주 개발에 필요한 유틸리티 및 전문 인력을 활용하여, 초기 제반 비용 및 전문 인력

     충원 없이 세포 주 개발이 가능하므로 개발 기간 및 비용 등이 절감 가능

   - 고 발현 시스템 구축의 경험, 트러블 슛팅의 노하우, 제반기술, 유틸리티 등을 활용하여 발현 물질의

     생산 효율성 확보 문제로 인해 상업용 세포 주 개발에서 발생이 예상 되는 장애를 극복 가능

   - 모 세포주 사용을 통해 라이센스 비용을 절감시킨 세포 주 활용 가능

   - 고 발현 세포 주 선별 자동화 장비와 고해상도 이미지 장비를 활용한 세포 주 개발 지원 가능 

     (선별 과정에서의 선별 기준 및 히스토리는 전자문서로 기록되고 확인이 되므로, 객관성 및 

     무결성이 검증된 data 확보 가능)

   - 생산 세포 주 개발 후, 기관 내 인프라를 이용한 생산 프로세스 개발 및 GMP 시설을 활용한 목표 물질 

     생산 등 다음 Step의 연계 작업 가능

▷ 기술요약(Summary)

   - Initial pool 제작

   - ClonePix 장비를 활용한 고효율 생산 세포 주 선별 및 Stable pool 제작

   - 단일클론성 평가 (Assessment of monoclonality)

   - 장기 배양 안정성 테스트 (Long term Stability)

   - Research Cell Bank 제작 (RCB Banking)

⊙ 세부기술 1. ClonePix 장비를 활용한 고효율 생산 세포주 선별 및 Stable pool 제작

   ○ 원리

    - ClonePix는 백색광과 형광을 이용하여, 세포에서 발현되는 단백질의 양을 수치상으로 확인 후, 

      Picking하는 방법을 사용하여, 빠른 시간에 고 발현 세포 주를 선별하는 원리를 이용한 자동화 기기

         

   ○ Work flow

    - Semi-solid medium 사용_단일 세포 형성

    - 백색광을 이용한 이미지 분석을 통한 세포의 Size 및 형광을 이용한 이미지 분석으로 단백질 발현 양 측정

    - 세포의 Size & 형광 강도 측정 후 Normalized intensity 값을 도출하여 고 발현 세포 주 선별

    - 자동화 시스템으로 짧은 시간 안에 다수의 클론 스크리닝 및 정확한 picking 가능

 

   ○ ClonePix를 활용한 세포 주 선별의 장점

    - 자동화 시스템을 활용한 Data의 객관성 및 무결성 확보

    - 선별된 세포의 유래된 정보 제공 (Sum Total intensity, Tatal area, Proximity)

    - 세포 주 개발에 주로 사용되는 mammalian 세포 주 사용 가능

    - Limiting dilution 보다 더 많은 Clone을 더 빠른 시간 안에 확인하여 선별 가능

    - 고 발현 세포 주를 선별하여 Stable pool을 제작하므로, monoclonality 확보 시 고 발현 세포 주에서 limiting dilution을 

      진행하여 기존 방법보다 높은 품질의 세포 주 확보 및 시행착오 감소로 인한 세포 주 개발 기간 단축 가능

 ⊙ 세부기술 2. 단클론성 평가 (Assessment of Monoclonality)

   ○ 원리

    - 디지털 현미경을 사용하여 플레이트의 모든 Well을 이미지로 저장하며, 시간 경과에 따른 세포 및 콜로니의 성장률을 

      측정하여 정보를 기록하고 디지털 레코드가 생성됨

 

   ○ Needs

    - 상업용 목적의 세포 주는 생산 단계에서 Starting material의 의미로 가장 우선적으로 고려되고 있음

    - 대부분의 material과 마찬가지로, RCB, MCB, WCB의 제작 히스토리에 대해 모든 부분이 명확해야 하며, 증빙자료 필요

    - 상업용 목적의 세포 주는 개발 과정에서 필수적으로 monoclonality의 입증 자료가 요구됨

 

   ○ 활용도

    - Monoclonality의 입증 자료 확보 (single cell/well 이미지 저장)

    - 선별 세포 주의 성장성 근거 자료 활용 가능

    - 고해상도(2um/pixel) 이미지 촬영으로 세포와 particle 구분이 명확히 하여, single clone만 선별 가능

    - 분석 소프트웨어를 활용하여 day-0부터 colony가 형성되는 날까지 촬영된 날짜 별로 image tracking 및 

       reporting (data integrity 확보)

 

   ○ 장점

    - 기존 기기보다 plate당 이미지 촬영 소요시간이 짧음 (분석시간 < 5 min / plate) 6, 24, 48, 96, 384 well plate에

      활용이 가능하여, Plate의 제약이 없음

    - PDF 혹은 ppt파일 형식으로 소프트 웨어에서 제출용 리포트 출력 가능 (data integrity 확보)

 ⊙ 세부기술 3.장기 배양 안정성 테스트 (Long Term Stability)

   ○ 장기 배양 안정성 테스트를 위한 유틸리티 및 전문 인력

    - 세포 주 배양을 위한 시설 완비

    - 세포 배양실 분리 (BSC, Incubator 등 )

    - 세포 주 Condition confirm (Density, Viability, Diam, Cell Image 등)

    - Phenotypic Stability의 즉각적인 확인 및 장비 등을 활용한 객관적 자료사용으로 인한 data integrity 확보

    - Cell culture의 전문적 지식 및 다양한 경험을 바탕으로 노하우를 가지고 있는 전문 인력의 업무 수행

 

   ○ 다수의 경험으로 인한 안정적인 서비스 제공

    - 장기 배양 안정성 테스트에서 확인해야 하는 Cell growth, Viability, Production protein을 실시간으로 측정 가능

    - 유사한 업무의 수행으로 인한 안정적인 프로세스 구축

    - 시험자의 전문성이 확보로 인한 휴먼 에러의 최소화

 ⊙ 세부기술 4. Research Cell Bank 제작 (RCB Banking)

 

   ○ RCB 제작을 위한 유틸리티 및 전문 인력

    - 세포 주 배양을 위한 시설 완비

    - 세포 배양실 분리 (BSC, Incubator 등 )

    - 세포 주 Condition confirm (Viability, Dia, cell Image 등)

    - RCB 제작 후, LN2 Tank로 이동 전 일정한 속도로 온도를 낮추어 Cell damage를 최소화 (온도 tracking으로 data integrity 확보)

    - Cell culture 및 Banking 전문적 지식 및 다양한 경험을 바탕으로 노하우를 가지고 있는 전문 인력의 업무 수행

    - 수행 팀의 50% 이상의 인력이 다수의 경험을 바탕으로 즉각적인 의사 결정 및 trouble shooting이 가능한 전문 인력

 

   ○ LN2 Tank 관리

    - IQ / OQ / PQ 수행

    - LN2 Tank 내부의 온도 mapping 및 온도 분포에 대한 Validation 수행

    - 지속적인 모니터링

    - LN2의 원활한 공급을 위한 Sub tank 연결

    - 내부 절차에 따라 Basic Contamination (Mycoplasma 등) 확인 전 분리 보관 확인 후 입고 진행

 

   ○ Cell Banking의 관리

    - Linear Barcode 사용으로 인한 휴먼 에러의 최소화

    - RCB 관리의 전산화

    - Label에 의해 발생할 수 있는 Issue 제거

 

▷ 적용사례

   ○  세포 주 개발 지원

 

     

  ○ Clonepix 장비 활용 서비스 지원

     

▷ 적용분야

 

   ○  기초연구

    - 다종류의 Target Protein을 이용한 시험이 진행시 고 발현 시스템에서의 일시발현 시험 의뢰 가능

    - 초기 개발은 진행 되었으나, next step의 제반기술 및 전문 인력이 필요한 경우 활용 가능

    - 일부 부족한 제반 시설의 활용 가능 (장비활용시스템)

    - 세포 주 개발에서 발생 될 수 있는 trouble로 인하여 개발기간이 늘어나는 경우 활용 가능

 

   ○  상업화 초기 연구

    - 자동화 장비의 사용으로 인한 Data의 객관성 및 무결성 확보 가능

    - 모 세포 주의 라이센의 문제로 특허 이슈 및 라이센스 비용의 절감 가능

    - 고 발현 RCB의 개발에 들어가는 비용 및 시간 절감 가능

    - RCB의 장기 배양 시험 의뢰, RCB 보관 (장비활용시스템)

    - 세포 주 개발 후 생산 프로세스 개발 연계 가능

▷ 참고문헌

    - ClonepixTM 2 ROBOT MANUAL (07MAN1186.A1, Effective Date: 30-Jan-11)

    - Cedex Bio HT Analyzer Operator’s Manual (Software Version 5.0 March 2015)

    - Vi-cell User Guide (PN 383674BA)

    - Cell MetricTM Datasheet

▷ 기술 담당자(문의)

• 프로세스지원부 담당자 : 최원찬 부장 (043-200-9410) wonchan@kbiohealth.kr
• 셀라인배지개발지원팀 담당자 : 강원모 팀장 (043-200-9471) wonmo82@kbiohealth.kr