在细胞培养物中添加抗氧化剂可以增强单克隆抗体的产生有望治疗一系列健康状况

理工学院化学工程系的研究人员研究了氧化应激对单克隆抗体 (mAb) 产生的影响，以及抗氧化剂如何减轻这种应激以提高其性能。

mAb 是实验室生产的一种抗体，用于靶向参与体内有害过程的特定蛋白质(例如，癌细胞表面的抗原)。它们激活身体的免疫系统来攻击特定目标，就像身体产生的抗体识别和抵抗入侵的病原体一样。

研究员 Anurag Rathore 教授在接受SCI采访时解释说，“半衰期非常高(由于它们的大小)、相对较少的副作用和令人难以置信的特异性促成了 mAb 的普及。”

单克隆抗体越来越多地用于治疗各种癌症和自身免疫性疾病等疾病。由于这种高需求，有必要优化细胞培养物中的蛋白质表达以有效生产抗体。

这篇论文于 2 月 7 日发表在 SCI 化学技术与生物技术杂志上，描述了在增强的蛋白质表达条件下细胞中产生的活性氧 (ROS) 的有害影响，表明由积聚引起的高氧化应激ROS 影响细胞机制，降低细胞活力。Rathore 教授解释说：

'ROS 通过将硫醇根阴离子氧化为亚磺酸形式从而改变它们的功能，从而触发酶和蛋白质内变构位点的改变。如果不加以处理，这可能会对流程和产品产生重大影响。

该研究探讨了抗氧化 ROS 清除剂对细胞培养的影响，特别是关于线粒体膜电位的调节、ROS 生成和细胞凋亡(一种细胞死亡)，以及对抗体生产和质量的影响。

研究人员发现，在表达重组抗体 igG 1的中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞中，向细胞培养物中添加谷胱甘肽、N-乙酰半胱氨酸 (NAC) 和抗坏血酸等抗氧化 ROS 清除剂可挽救细胞免受氧化应激和生产阶段的 DNA 片段化。

ROS 水平降低了 52%，细胞凋亡(一种细胞死亡)降低了 69%，抗体产生增加了 38%。相反，用氧化剂处理导致抗体产量减少 47%，酸性物质增加 18%。

作者得出结论，因此在细胞培养物的抗体生产阶段，在培养基中补充抗氧化剂组合可以增强抗体生产。目前，工业界并未监测 ROS 的影响，Rathore 教授指出，分析氧化应激如何在逐个产品的基础上影​​响抗体生产将是有用的，以确定在哪些方面补充抗氧化剂是有益的：

'ROS 对生产力和产品质量的影响可能因产品而异;对于这是一个问题的情况，适当的考虑会有所帮助。

虽然这篇论文已经阐明了减轻氧化应激以增强抗体产生的潜在好处，但在商业实施之前还需要进一步研究。Rathore 教授指出，这包括评估对工艺经济学的影响，以及“对添加抗氧化剂时细胞的代谢组学进行详细检查”。