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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6843824
(24)【登録日】2021年2月26日
(45)【発行日】2021年3月17日
(54)【発明の名称】細胞培地および方法
(51)【国際特許分類】
C12N 1/00 20060101AFI20210308BHJP
A61K 9/50 20060101ALI20210308BHJP
A61K 9/51 20060101ALI20210308BHJP
A61K 31/7004 20060101ALI20210308BHJP
A61K 31/198 20060101ALI20210308BHJP
A61K 31/375 20060101ALI20210308BHJP
A61K 38/00 20060101ALI20210308BHJP
A61K 45/00 20060101ALI20210308BHJP
A61K 47/36 20060101ALI20210308BHJP
A61K 47/38 20060101ALI20210308BHJP
A61K 47/34 20170101ALI20210308BHJP
A61K 47/56 20170101ALI20210308BHJP
【ＦＩ】
C12N1/00 F
A61K9/50
A61K9/51
A61K31/7004
A61K31/198
A61K31/375
A61K38/00
A61K45/00
A61K47/36
A61K47/38
A61K47/34
A61K47/56
【請求項の数】20
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2018-236870(P2018-236870)
(22)【出願日】2018年12月19日
(62)【分割の表示】特願2017-181983(P2017-181983)の分割
【原出願日】2012年12月21日
(65)【公開番号】特開2019-62901(P2019-62901A)
(43)【公開日】2019年4月25日
【審査請求日】2019年1月15日
(31)【優先権主張番号】61/579,432
(32)【優先日】2011年12月22日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502221282
【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100102978
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 初志
(74)【代理人】
【識別番号】100102118
【弁理士】
【氏名又は名称】春名 雅夫
(74)【代理人】
【識別番号】100160923
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 裕孝
(74)【代理人】
【識別番号】100119507
【弁理士】
【氏名又は名称】刑部 俊
(74)【代理人】
【識別番号】100142929
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 隆一
(74)【代理人】
【識別番号】100148699
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 利光
(74)【代理人】
【識別番号】100128048
【弁理士】
【氏名又は名称】新見 浩一
(74)【代理人】
【識別番号】100129506
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 智彦
(74)【代理人】
【識別番号】100114340
【弁理士】
【氏名又は名称】大関 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100114889
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 義弘
(74)【代理人】
【識別番号】100121072
【弁理士】
【氏名又は名称】川本 和弥
(72)【発明者】
【氏名】ファイク リチャード
(72)【発明者】
【氏名】バレット ショーン
(72)【発明者】
【氏名】チャン チョウ
(72)【発明者】
【氏名】ジャド デビッド
【審査官】
平林 由利子
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１５−５０３３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１８−０３８４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−１１４６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００３−５１６９６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−１９３３００（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭６４−０８０４３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ１２Ｎ １／００− ７／０８
Ａ６１Ｋ ４７／００−４７／６９
Ａ６１Ｋ ９／００− ９／７２
Ａ６１Ｋ ３８／００−３８／５８
Ａ６１Ｋ ４５／００−４５／０８
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ／ＷＰＩＤＳ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
細胞培地、フィードまたはサプリメント中の成分の放出を持続させるための方法であって、
(i)最小限の容量の水溶液を、持続放出対象の成分を含む、乾燥粉末細胞培地、フィードまたはサプリメントに加え、ペーストを作ること、
(ii)前記ペーストを激しく混ぜ合わせ、マイクロ懸濁液を調製すること、
(iii)有効量の抗酸化剤を(ii)のマイクロ懸濁液に加えて、混合物を形成すること、
(iv)(iii)の混合物を、カプセル形成物質にカプセル化し、ビーズを形成すること、および
(v)前記ビーズを乾燥すること
を含む、方法。
(i)最小限の容量の水溶液を、持続放出対象の成分を含む、乾燥粉末細胞培地、フィードまたはサプリメントに加え、ペーストを作ること、
(ii)前記ペーストを激しく混ぜ合わせ、マイクロ懸濁液を調製すること、
(iii)有効量の抗酸化剤を(ii)のマイクロ懸濁液に加えて、混合物を形成すること、
(iv)(iii)の混合物を、カプセル形成物質にカプセル化し、ビーズを形成すること、および
(v)前記ビーズを乾燥すること
を含む、方法。
【請求項2】
前記成分が、グルコース、ビタミン、アミノ酸もしくはその誘導体、ペプチド、高分子、ポリアミン、ホルモン、増殖因子、および不安定な物質からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
ステップ（iv）のマイクロ懸濁液が、前記ビーズ内に内容物を濃縮する、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記カプセル形成物質が、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナンからなる群より選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記ビーズが、前記ビーズからの前記成分の放出をさらに持続させるコーティング溶液でコートされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記コーティング溶液が、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−リジンおよびポリオルニチンからなる群より選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記マイクロ懸濁液中の前記持続放出成分の５０％より多くが、培養液中に１５日後に存在する、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記カプセル形成物質が、デンドリマー-成分錯体をカプセル化する、請求項４に記載の方法。
【請求項9】
前記デンドリマーが、ポリアミドアミンデンドリマー、ポリプロピレンイミンデンドリマー、またはポリプロピルアミン（ＰＯＰＡＭ）デンドリマーである、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
乾燥粉末細胞培地、フィード、またはサプリメントが、微粉砕または凝集化されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記ビーズが、キレート化成分を用いてキレートされる反応種をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
前記反応種がカチオン、金属イオンまたは微量元素である、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記キレート化成分が、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、スクシナート、シクロデキストリン、クラスレート、デンドリマーおよびアミノ酸からなる群より選択される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項14】
前記細胞培地、フィードまたはサプリメントが照射される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項15】
前記細胞培地、フィードまたはサプリメントが、ＰＰＶおよびＭＭＶウイルス不含である、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記持続放出成分を含む前記培地、フィードまたはサプリメントが室温で貯蔵される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項17】
溶媒に前記ビーズを加えて、細胞を培養するための液体培地を生成することをさらに含み、前記成分の前記液体培地への遅延放出が、６〜２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間にわたる、１日、２日、３〜５日、５〜１０日、１０〜１５日、１５〜２０日、２０〜２５日、２５〜３０日、３０〜４０日、４０〜５０日にわたる、前記培養の期間にわたる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記液体培地中で細胞を培養することをさらに含み、前記細胞が哺乳動物細胞である、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記哺乳動物細胞が、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞、２９３細胞、ＢＨＫ細胞、Ｖｅｒｏ細胞、ＰｅｒＣ６細胞、ＭＤＢＫ細胞、およびＭＤＣＫ細胞からなる群より選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記哺乳動物細胞がＣＨＯ細胞である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で提供されるのは、新規タイプの細胞培地、フィードおよびサプリメントに関する、組成物、方法および使用である。培地、フィードおよびサプリメントは、いくつかの望ましい性質を有し、これらには、限定されないが、通常の溶解限界を超える特定の成分の含有、改善された放射線耐性、持続放出特性、高溶解度、改善された保存可能期間、および熱安定性が含まれる。特定の実施形態では、このような特性は、利用者の作業性およびバイオリアクターの生産性を改善する。
【発明の概要】
【0002】
本開示で記載の培地、フィードおよびサプリメント組成物は、いくつかの望ましい性質を有し、これらには、限定されないが、（ｉ）培養液系で、それらの通常の溶解限度をはるかに超える「高度に濃縮された」レベルで特定の成分を送達する能力、（ｉｉ）照射滅菌後でも培地／フィード機能を維持するように高められた能力、（ｉｉｉ）内部成分の持続放出用に高められた能力、（ｉｖ）高く、速い溶解性、（ｖ）乾燥形態でより長い保存可能期間、（ｖｉ）高められた熱安定性、（ｖｉｉ）１／１０８にまで低減されたウイルス汚染、（ｖｉｉｉ）ＵＶ、濾過、および／またはＨＴＳＴ低温殺菌などの他の滅菌技術と組み合わせできる能力、（ｉｘ）ＡＧＴ、ＤＰＭ、ＡＰＭなどの種々の培地形式、および、高濃度の不安定な成分を有する配合物に適用できる能力、（ｘ）培地、フィード、サプリメント、機能性添加物などの種々の製品タイプに適用できる能力、が含まれる。これらの特性のために、組成物は、既に進行中のバイオリアクター中に、または培養液中に直接添加でき、それにより、使用者の作業性とバイオリアクターの生産性を改善できる。
【0003】
従って、本開示で記載の組成物、方法、および使用は、一部は、マイクロ懸濁液を含む細胞培地、濃縮フィード、機能性添加物、サプリメントに関し、また、１つまたは複数のカプセル化マイクロおよび／またはナノ懸濁液を含む新規細胞培地、フィードおよび／またはサプリメント組成物に関連してもよく、さらに、照射への曝露後でも培地／フィードの機能が維持されるような照射を使った上記組成物の滅菌に関連してもよい。また、本開示は、このような培地の特性およびその使用を含むこのような培地を作る方法を提供する。本開示の全体にわたり、一部の言及は、細胞培地のみに行われる場合があるが、該当する場合は、フィードおよび／またはサプリメントも含むであろう。
【0004】
一実施形態では、本開示は、培地、フィードまたはサプリメント組成物を作る方法に関し、方法は、最小限の容量の水溶液を、培地、フィードまたはサプリメントの乾燥粉末に加えてペーストを作ること、およびペーストを激しく混合してマイクロ懸濁液を調製することを含む。
【0005】
別の実施形態では、本開示は、任意選択で、有効量の抗酸化剤中で不安定な成分のマイクロ懸濁液を混合して混合物を形成すること、適切なカプセル形成物質中でマイクロ懸濁液またはステップ２の混合物をカプセル化して、マイクロカプセルまたはビーズを形成すること、およびマイクロカプセルまたはビーズを乾燥することを含む、不安定な成分を含む組成物を調製する方法に関する。一実施形態では、不安定な物質は、デンドリマーに付着させられる。これらの実施形態のいずれかでは、カプセル形成物質は、例えば、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナンを含む群から選択できる。
【0006】
方法の別の実施形態では、ビーズは、不安定な成分の、ビーズからの放出を持続させる材料でさらにコートされる。さらなる態様では、コーティング材は、例えば、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンおよびポリビニルピロリドンから構成される群から選択される。
【0007】
一実施形態では、ビーズは照射され、さらなる実施形態では、ビーズは、ガンマ線照射を使って照射される。特定の実施形態では、ビーズは、紫外線でさらに照射でき、その結果、ビーズに、ＰＰＶおよびＭＭＶウイルスが存在しないようにできる。
【0008】
いくつかの実施形態では、培地は乾燥培地であり、保護されるべき不安定な成分は、ポリアミン、増殖因子、サイトカインおよびビタミンからなる群より選択される。
【0009】
一部の実施形態では、カプセル形成物質は、水性溶媒を使って再構成時に可溶である。他の実施形態では、カプセル化マトリックスがデンドリマー−不安定成分錯体をカプセル化する。一部の実施形態では、デンドリマーは、ポリアミドアミンデンドリマー、ポリプロピレンイミンデンドリマー、またはポリプロピルアミン（ＰＯＰＡＭ）デンドリマーである。
【0010】
上記実施形態のいずれかで記載の方法は、例えば、培地、フィード、サプリメント、または機能性添加物に関する次の内の１つまたは複数を達成する：１）照射に対する耐性をより大きくする（例えば、効力または機能に基づいて測定して）；２）室温での安定性を高める；３）一部の成分の持続放出を可能とする；４）室温での輸送の安定性を高める；５）温度の変動に対する安定性を高める。
【0011】
上記方法で使用した組成物は、不安定な化合物、および／または少なくとも１つの濃縮成分をさらに含む粉末化細胞培地を含んでもよい。
【0012】
また、本開示は、培地／フィード成分のマイクロ懸濁液を含む、培地、フィードまたはサプリメント組成物に関する。一実施形態では、培地、フィードまたはサプリメント組成物は、カプセル形成マトリックス中でビーズとしてマイクロカプセル化される不安定な成分と抗酸化剤の混合物を含む。さらなる実施形態では、カプセル形成物質は、例えば、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナンを含む群から選択される。別の実施形態では、ビーズは、コーティング溶液でコートされる。さらに別の実施形態では、コーティング溶液は、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−リジンおよびポリオルニチンから構成される群から選択される。
【0013】
さらなる実施形態では、組成物は、キレート化反応種をさらに含む。この実施形態のさらなる態様では、反応種は、カチオン、金属イオンまたは微量元素のいずれかである。別の態様では、キレート化成分は、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、スクシナート、シクロデキストリン、クラスレート、デンドリマーおよびアミノ酸を含む群より選択される。
【0014】
上述の組成物のいずれかでは、組成物は照射できる。さらなる態様では、照射は、ガンマ線を使って行うことができ、特定の態様では、ガンマ線は、約２５〜１００ｋＧｙであってよい。好ましい態様では、３０〜５０ｋＧｙのガンマ線が使われる。具体的実施形態では、ガンマ線は、３０ｋＧｙである。当業者なら、例えば、培地の機能または培地の特定の成分の機能に与える影響を最小限に抑えながら（例えば、照射に特に感受性の高い成分で測定して、または、採用されている滅菌技術に関わらず）、目的（例えば、生存ウイルスの減少または他の滅菌）を最大化する照射レベルを決定できるであろう。
【0015】
本発明の一態様では、本明細書に記載の方法は、追加のステップと組み合わせてもよく、その最終目的は、滅菌後（または、いずれかの最終処理または仕上げステップの後で）、培地または組成物の機能的パラメータを測定することである。例えば、照射後、試料を、特定の成分または成分群に対する照射の影響を測定する機能アッセイに供することができる。このステップを使って、例えば、組成物から適切にウイルスが除かれ、培地の成分が意図される適用に対し満足できる状態で残されていることを確認することができる。
【0016】
一実施形態では、上述の培地、フィードまたはサプリメントマイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液組成物のいずれかは、無菌状態で、バイオリアクター中に直接添加される。別の実施形態では、上述の培地、フィードまたはサプリメントマイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液組成物のいずれかは、オートクレーブ処理可能な多孔性金属シリンダー中、すなわち、バイオリアクター中に置かれる。
【0017】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、無血清でも、無タンパク質でも、または無血清かつ無タンパク質であってもよい。上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、懸濁細胞培養、哺乳動物細胞培養、昆虫細胞培養、ハイブリドーマ細胞培養、幹細胞培養、誘導多能性細胞培養、多能性細胞培養、組織外植片、および／または器官培養、人工細胞マトリックス上の３次元細胞培養の用途、および当業者が本開示の教示を適合させることができる他の細胞と組織培養の用途用に設計できる。
【0018】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、粉末化細胞培地を含むことができ、好ましい実施形態では、粉末化細胞培地は、ＡＧＴ（先進造粒技術（ａｄｖａｎｃｅｄ ｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）細胞培地）である。
【0019】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかを使って、乾燥細胞培地を生成できる。
【0020】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、細胞培地の保存可能期間を延長できる。
【0021】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、組換えタンパク質産生、ワクチン産生、幹細胞を含む細胞産生、バイオ燃料産生、または栄養素産生に使用できる。
【0022】
上述の培地、フィードまたはサプリメントのいずれかは、室温で貯蔵し、取扱でき、温度変動に耐えることができ、ＨＴＳＴおよび／またはＵＨＴ低温殺菌に耐えることができ、ガンマ、ＵＶ、および他の当技術分野で既知のものなどの滅菌照射波長への曝露に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
以下で説明され、また、本明細書に組み込まれてその一部を構成する次の図は、代表的実施形態を例示するが、これらは、本開示の範囲を限定するとものと見なされるべきではない。【図1】細胞培地、フィードおよび／またはサプリメント成分のマイクロ／ナノ懸濁液を作製するために開発した新しい方法を示す図である。
【図2】マイクロ懸濁液と液体フィードの、細胞増殖、タンパク質産生および送達に関する特性比較を示す図である。マイクロ懸濁液は、試験条件下で液体フィードと同様に行い、液体フィードより高い送達効率を示した。
【図3】カプセル化マイクロ懸濁液ビーズの略図を示し、これは、持続放出のために、さらにコーティングされる。
【図4】ＰＬＧＡコーティングが、マイクロカプセル化マイクロ懸濁液調製物内からの成分の放出の遅延に与える影響を示す図で、ａ）上段パネル：コーティングなし、ｂ）下段パネル：ＰＬＧＡ ＡおよびＰＬＧＡ Ｂによるコーティングの比較である。ＡおよびＢは、異なる比率のラクチド：グリコリドを有する。８５：１５比率のＰＬＧＡ Ｂは、良好な持続放出特性を示し、溶液中で形状と能力を維持して１５日を超える期間にわたり成分を放出した。
【図5】本開示の調製物に対する照射の効果を示す図である。ｉ）照射マイクロ懸濁液、ｉｉ）乾燥カプセル化マイクロ懸濁液で培養した細胞のタンパク質産生効率は、ｉｉｉ）濾過により滅菌された対照の非照射液体フィードの場合と類似している。
【図6】照射試験フィード中での細胞培養の間、約３０ｋＧｙでの照射は、（ａ）細胞増殖（上段パネル）、または、（ｂ）タンパク質産生（下段パネル）に悪影響を与えないことを示す図である。また、追加のサプリメント６８および８６も試験し、類似の結果が示された（図示せず）。
【図7】ガンマ線照射の、マイクロ懸濁液、および乾燥カプセル化マイクロ懸濁液に与える影響は無視できる程度であることを示す図である。このグラフは、非照射液体対照に比較して、マイクロカプセル（「ビーズ」）中に、またはマイクロ懸濁液（ＭＳ）として存在するカプセル化化合物（右端参照）がどのようにして、３０ｋＧｙのガンマ線により影響を受けるかを示す。ＮＧ＝ガンマ線照射なし、およびＧ＝ガンマ線照射。
【図8】照射中に生成される酸化種の影響を減らすことにより不安定な分子を保護するように抗酸化剤に埋め込まれた、および／または、包み込まれた不安定な成分を含むマイクロカプセル化ビーズの模式図である。
【図9】反応種のキレート化を示す図で、微量元素中の金属イオンのアミノ酸との代表的配位錯体の形成を示す。
【図10】マイクロ懸濁液およびカプセル化マイクロ懸濁液の調製方法を図式化したものである。
【図11】照射マイクロカプセル化ビーズをバイオリアクターに直接添加するための２つの選択肢を示す図である。左パネルはオートクレーブ処理可能な多孔性金属フィルター内で添加されたビーズを示し、右パネルは培養液中に直接添加できるビーズを示す。
【図12】（ａ）ＰＬＧＡコーティングマイクロ懸濁液ビーズ（上段パネル）、および、（ｂ）ビーズなしで、ＡＧＴフィードのみの場合の、多孔性金属フィルター装置を使って培養液中に導入されたサプリメントの持続放出の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
詳細な説明以降で、種々の代表的実施形態に対し詳細な言及を行う。以下の詳細な説明は、読み手に対し、特定の実施形態、特徴、および本開示の態様の詳細のより完全な理解を与えるために提供されており、本開示の範囲を制限するものと解釈されるべきではないことは理解されよう。
【0025】
定義本開示がさらに容易に理解できるように、特定の用語が最初に定義される。追加の定義は、詳細な説明のそれぞれの該当場所で記述される。
【0026】
本出願で使われる用語の「先進造粒技術（ａｄｖａｎｃｅｄ ｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」またはＡＧＴは、穏やかで、急速な水の蒸発を伴う、感受性成分がそれらの効力を失わない条件下で、空気懸濁粉末化培地成分上へ１つまたは複数の水溶液を噴霧し、凝集顆粒を生じさせ、凝集顆粒全体にわたり噴霧成分の均一な分布が得られる細胞培地を調製するプロセスを意味する。造粒粉末（ＡＧＴ）は、Ｆｉｋｅ ｅｔ ａｌ．、Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００６、３６：３３−３９、および、出願人の特許、および／または特許出願、すなわち、２００２年５月７日公告の米国特許第６，３８３，８１０号；２００９年８月１１日公告の；米国特許第７，５７２，６３２号、および２００７年１月３１日出願の米国特許出願第１１／６６９，８２７号で考察されている。これらの特許の開示は，本明細書による参照によってその全体が組み込まれる。簡単に説明すると、ＡＧＴ培地は、大きな粒径、削減された取扱中の細塵量、高い湿潤性、溶媒中への短い溶解時間、自動ｐＨおよび自動モル浸透圧濃度維持などのような性質のために産業界で強く所望されている乾燥粉末化培地である。
【0027】
別のタイプの乾燥粉末形態は、「先進粉末培地（ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｏｗｄｅｒ ｍｅｄｉａ）」であるＡＰＭ粉末で、これは、ＤＰＭ粉末ほどは細かくないが、ＡＧＴ顆粒ほどは大きくないという粒径の好都合な性質を持っている。
【0028】
本出願で使われる用語の「影響を受けやすい化合物」または「感受性化合物」または「不安定な化合物」は、分解、または乾燥形態培地中に存在する「反応種」との反応から保護されるべき化学物質または化合物を意味する。細胞培地中のこのような化合物の例には、限定されないが、エタノールアミン、ビタミン、サイトカイン、増殖因子、ホルモンなどが含まれる。
【0029】
用語の「カプセル化剤」は、本出願で「封鎖剤」と呼ばれる場合もあり、分解を促進する状態から切り離すか、または、影響を受けやすい化合物と徐々に反応が可能で、それにより、時間が経つにつれ不安定な成分からその望ましい性質を失わせる、アミノ酸などの他の反応性化学薬品、マンガン、銅などの微量金属元素、炭酸水素ナトリウムや他のリン酸ナトリウムなどの無機緩衝剤、およびＭＯＰＳ、ＨＥＰＥＳ、ＰＩＰＥＳなどの有機緩衝剤との反応性を高める状態から切り離して、細胞培地またはフィード中の影響を受けやすい化学薬品または成分をカプセル化、保護、分離、または隔離するものを意味する。あるいは、カプセル化、保護、分離、または隔離は、照射損傷、または熱損傷、もしくは物理応力などの物理的損傷から、水分／凝縮への曝露から、または脱水から、影響を受けやすい化学薬品または成分を保護するために行うことができる。用語の「保護する」または「隔てる」または「隔離する」または「カプセル化」は、本開示では、同義に使うことができ、影響を受けやすい化学薬品または化合物を劣化条件または化学薬品から保護する概念を持つ。「可溶性封鎖剤」それ自体は、水性培地で再構成時に可溶であってよく、その結果、「感受性」カプセル化材料を放出する。または、「不溶性封鎖剤」は、水性培地で再構成時に不溶性であってもよく、その結果、「感受性」カプセル化材料の放出後、濾過、デカンテーションなどの手段により、再構成最終産物からそれを除くことができる。
【0030】
マイクロカプセル化に使われるマトリックスの例には、限定されないが、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬ）、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体、カラゲナン、などが含まれる。
【0031】
任意選択で、マイクロカプセルは、マイクロカプセル成分の放出を延ばし、遅らせるために、例えば、照射、熱、脱水などの内のいずれかのタイプの損傷に対して不安定な成分の保護のためになどのいくつかの理由の１つのためにコートしてもよい。コーティング材料には、限定されないが、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドンなどを含めてもよい。
【0032】
不安定な培地またはフィード成分には、限定されないが、ビタミン、例えば、チアミン、Ｂ１２；グルタミンのようなアミノ酸；エタノールアミンのようなポリアミン；サイトカイン；増殖因子などの化合物が含まれる。
【0033】
培地内の反応性分子をキレート化、不活化または閉じ込めをするために使われる薬剤には、限定されないが、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、スクシナート、シクロデキストリン、クラスレート、デンドリマー、アミノ酸などの化合物が含まれる。
【0034】
細胞培地は、粉末化細胞培地であるのが好ましい。一実施形態では、粉末化細胞培地は、先進造粒技術（ＡＧＴ）細胞培地である。また、細胞培地は、フィード、濃縮サプリメント、濃縮培地、および、一部の例で、該当する場合には、液体培地を意味する。
【0035】
本出願で使われる用語の「細胞培養」または「培養」は、人工の環境中で（例えば、インビトロで）細胞を維持することを意味する。しかし、用語の「細胞培養」は、一般的な用語であり、個別の原核生物（例えば、細菌）または真核生物（例えば、動物、植物および真菌）細胞の培養のみでなく、組織、器官、臓器系または全生物の培養も包含するように使用でき、用語の「組織培養」、「器官培養」、「臓器系培養」または「器官型培養」が、用語の「細胞培養」と同義に使われる場合もあることは理解されたい。
【0036】
本出願で使われる用語の「培養」は、活動または静止状態で、細胞の増殖、分化、または継続生存に好ましい条件下の人工の環境中で細胞を維持することを意味する。このように、「培養」は、「細胞培養」または上述のその同義語のいずれかと同義に使用できる。
【0037】
本出願で使われる用語の「細胞培地」、「培地（ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ）」、または「培地（ｍｅｄｉｕｍ）」（および、それぞれのケースで複数の培地）は、細胞の培養および／または増殖を支援する栄養素組成物を意味する。細胞培地は、完全な配合物、すなわち、細胞培養に補充が不要な細胞培地であってもよく、不完全な配合物、すなわち、補充が必要な細胞培地でもよく、または不完全な配合物を補充できる培地であってもよく、または完全配合物の場合には、培養または培養結果を改善し得る。用語の「細胞培地」、「培地（ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ）」、または「培地（ｍｅｄｉｕｍ）」（および、それぞれのケースで複数の培地）は、文脈による特に別の指示がない限り、細胞をインキュベートしていない未調整の細胞培地を意味する。従って、用語の「細胞培地」、「培地（ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ）」、または「培地（ｍｅｄｉｕｍ）」（および、それぞれのケースで複数の培地）は、元の培地成分の多くと、種々の細胞代謝物および分泌タンパク質を含む場合がある「使用済」または「調整済み」培地とは区別される。
【0038】
本出願で使われる用語の「粉末」または「粉末化」は、顆粒状形態で存在する組成物を意味し、これは、水または血清などの溶媒と錯体形成または凝集していても、そうでなくてもよい。用語の「乾燥粉末」は、用語「粉末」と同義に使用できるが、しかし、本出願で使われる「乾燥粉末」は、単純に、顆粒状の材料の肉眼的形態を意味し、別段の指示がない限り、材料が錯体形成または凝集溶媒を完全に不含であるという意味を持たせる意図はない。
【0039】
「１Ｘ配合物」は、作業濃度で細胞培地に認められる一部の、または全ての構成要素を含む任意の水溶液を意味する。「１Ｘ配合物」は、例えば、その細胞培地の意味であっても、またはその培地の任意の構成要素のサブグループの意味であってもよい。１Ｘ溶液中の構成要素の濃度は、インビトロで細胞を維持または培養するために使用される細胞培養配合物で認められるそれの構成要素の濃度とほぼ同じである。細胞のインビトロ培養用として使われる細胞培地は、定義により１Ｘ配合物である。多くの構成要素が存在する場合は、１Ｘ配合物中の各構成要素は、細胞培地中のこれらの構成要素の濃度にほぼ等しい濃度を有する。これらのアミノ酸の「１Ｘ配合物」は、溶液中のこれらの構成要素の濃度とほぼ同じ濃度を含む。従って、「１Ｘ配合物」に言及する場合、溶液中の各構成要素は、記載される細胞培地で認められる濃度と同じか、または、ほぼ同じ濃度であることが意図されている。細胞培地の１Ｘ配合物中の構成要素の濃度は、当業者にはよく知られている。Ｃｅｌｌ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｅｌｌ−Ｂａｓｅｄ Ｔｈｅｒａｐｉｅｓ、４２−５０（Ｓａｄｅｔｔｉｎ Ｏｚｔｕｒｋ ａｎｄ Ｗｅｉ−Ｓｈｏｕ Ｈｕｅｄｓ．、Ｔａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｆｒａｎｃｉｓ Ｇｒｏｕｐ ２００６）を参照されたい。この文献は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。しかし、モル浸透圧濃度、および／またはｐＨは、１Ｘ配合物中により少ない構成要素が含まれている場合には特に、培地と比べて１Ｘ配合物中では異なってもよい。
【0040】
本開示は、マイクロ／ナノ懸濁液中に同じ構成要素の濃度が濃縮され、乾燥カプセル化ビーズ形態中ではまたさらに濃縮されるマイクロ懸濁液および乾燥マイクロカプセルビーズについて言及する。従って、「７Ｘ配合物」は、そのマイクロ／ナノ懸濁液またはカプセル化ビーズ中の各構成要素が、対応する液体細胞培地／フィードまたはサプリメント中の同じ構成要素よりも約７倍超濃縮されている濃度であることを意味する。「１０Ｘ配合物」は、そのマイクロ／ナノ懸濁液またはカプセル化ビーズ中の各構成要素が、液体細胞培地／フィードまたはサプリメント中の同じ構成要素よりも約１０倍超濃縮されている濃度であることを意味する。容易に明らかとなるように、「５Ｘ配合物」、「２５Ｘ配合物」、「５０Ｘ配合物」、「１００Ｘ配合物」、「５００Ｘ配合物」、および「１０００Ｘ配合物」は、１Ｘ細胞液体培地、フィードまたはサプリメントに比べて、それぞれ約５〜２５倍、２５〜５０倍、５０〜７０倍、７０〜１００倍、１００〜５００倍、５００〜１０００倍濃度の構成要素を含む配合物を示す。この場合も同様に、培地配合物と濃縮液のモル浸透圧濃度およびｐＨは、変わってもよい。配合物は、特定の細胞培養プロトコルに対して、１Ｘ濃度の構成要素または構成要素を含んでもよいが、異なる培養プロトコルまたは異なる基本培地に対して、例えば、２、２．５、５、６．７、９、１２Ｘなどの濃度で含むことはできない。
【0041】
マイクロ懸濁液栄養素フィード、機能性添加物またはサプリメントは、通常、バイオリアクター中に直接送られる透明液体濃縮物に再構成される透明液体濃縮物または粉末として供給される。これは、中の成分は、溶解限度を決して超えられないことを意味する。溶解限度を超えて調製される場合、通常白濁色の薄片または微細沈殿物としてビン中に沈殿物が形成されることはよく知られている。これらの成分の沈降は、数時間内に発生し、これは、この濃縮液を使用して、正確なフィード量を送ることができないことを意味する。
【0042】
本開示は、濃縮成分が沈殿しないような方法で、培地、フィードおよび／またはサプリメント成分を調製する技術を提供する。これは、１つまたは複数の濃縮成分を有する乾燥粉末細胞培地またはフィードからマイクロ懸濁液および／またはナノ懸濁液（また、マイクロ／ナノ懸濁液とも呼ぶ）を作ることにより実現される。
【0043】
マイクロ／ナノ懸濁液は、水性溶媒ベース中のミクロン／ナノサイズ固体であり、一実施形態では、これは、長期間分離しない。例えば、マイクロ／ナノ懸濁液は、その成分の溶解限度を超えて１つまたは複数の培地／フィード成分を濃縮する手段を提供する。一部の望ましいマイクロ／ナノ懸濁液の性質には、限定されないが、最小限の容量中で栄養素サプリメント（例えば、アミノ酸）濃度を高めることの可能化；マイクロ／ナノ懸濁液成分の水溶液中への極めて急速な溶解（このような調製物がない場合に培地が溶解すると思われるよりも急速に溶解）；カプセル化の能力（すなわち、カプセル化形態での成分の滅菌および保護のために）；バイオリアクターの既存培養液中への無菌のマイクロ／ナノ懸濁液ビーズの直接添加能力；バイオリアクター中での効率を高め、製造プロセスを向上させる能力、が含まれる。
【0044】
マイクロ懸濁液は、通常、ｉ）トップダウン手法（ｔｏｐ−ｄｏｗｎ ａｐｐｒｏａｃｈ）、およびｉｉ）ボトムアップ手法（ｂｏｔｔｏｍ−ｕｐ ａｐｐｒｏａｃｈ）の２つの手法を使って、他の産業界、例えば、医薬品または化粧品産業界で調製されてきた。トップダウン手法では、乾燥粉末粒子をマイクロ懸濁液が得られるまでＦｉｔｚ（登録商標）ミル（正確な粒径を減らすための産業標準の機械）、または湿式粉砕などの粉砕プロセスにより破砕するか、またはマイクロフリューダイザを使ってナノ懸濁液を得る。ボトムアップ手法では、溶液内の成分を、ｐＨのような穏やかなパラメータ、または重合パラメータの操作により、マイクロ／またはナノ懸濁液が得られるまで、徐々に沈殿として生じさせる。これらの方法は、本明細書で記載のマイクロ／またはナノ懸濁液を調製するには有用ではなかった。本明細書で利用される培地およびサプリメントの感受性を考慮して、出願人は、これらの培地、フィードのマイクロ／またはナノ懸濁液を調製する新規方法が必要であることに気付いた。実施例１および図１に記載のように、出願人は、乾燥培地、フィードまたはサプリメント粉末から出発し、最小量のＷＦＩ水を乾燥粉末に添加し、均一ペーストになるまで激しくスラリーを混合して、全ての粒子を水相でコートすることにより、マイクロ／ナノ懸濁液を形成した。当業者なら本明細書の開示を考慮すると解るように、水の他に任意の水性ベース、例えば、緩衝液、平衡塩類溶液、液体培地、またはアミノ酸、脂質などの１つまたは複数の培地成分を含むいずれかの溶液をいずれかの粉末化配合物に加えて、本開示で記載のマイクロ／ナノ懸濁液を作ることができる。当業者なら推奨プロトコルで使われるステップまたは材料、例えば、添加ステップの順序、混合ステップの順序と数、液体の容量、混合時間、スラリーを均一に混合する機器または装置、培地またはフィード配合物などをさらに適合させることができ、さらに、所望のマイクロ／ナノ懸濁液の粘稠性と性質に条件を適合させる方法が解るであろう。
【0045】
一実施形態では、本明細書で記載の技術、またはその技術の変形を使って、培養中の細胞によって要求される任意の構造的または情報分子、任意の栄養素をマイクロ／ナノ懸濁液中に入れることができる。培地およびフィードの他に、構造的、および／または情報分子の例には、限定されないが、ビタミン、アミノ酸、ペプチド、高分子、抗酸化剤、ホルモン、増殖因子などが含まれる。特定の実施形態では、懸濁液内で３次元的に細胞を繁殖させるために、細胞栄養素と錯体を形成する細胞足場マトリックスのマイクロ／ナノ懸濁液を形成できる。
【0046】
上述のように調製されたマイクロ／ナノ懸濁液組成物は、用途、例えば、目的成分の溶解度レベルを超えて成分濃度を大きく高める栄養素を補充して反応器への添加容量を最小限にする、または下記のようにマイクロ懸濁液をカプセル化する、および今まで可能ではなかった、バイオリアクターに直接添加できる「高度に濃縮された」サプリメントが得られる乾燥形態のカプセル化ビーズを作製する、などの多くの用途で有用となる可能性がある。
【0047】
一実施形態では、マイクロ懸濁液は、濃縮した形態で培養液中に供給が必要な任意の成分を含む任意の形態の乾燥粉末から作ることができ、溶液中に同じ成分を有する等価液体濃縮物またはフィードよりも、マイクロ懸濁液中に少なくとも２〜５倍、５〜１０倍、１０〜１５倍、１５〜２０倍、２０〜２５倍、２５〜３０倍、３０〜５０倍、５０〜７０倍、７０〜１００倍の成分濃度を供給できる。
【0048】
マイクロカプセル化本開示は、乾燥粉末化細胞培地、フィード、サプリメントまたは濃縮物から作られた上述のマイクロ／ナノ懸濁液をマイクロカプセル化する方法を提供する。得られたカプセル化生成物は、本開示では、「マイクロカプセル」、「カプセル化ビーズ」、「ビーズ」、「カプセル」または「マイクロビーズ」と呼ぶ場合もある。カプセル化マイクロ／ナノ懸濁液をビーズに乾燥する場合、乾燥ステップは、より大きな濃度のカプセル化マイクロ／ナノ懸濁液を与える。マイクロカプセル化は、例えば、錯体混合物中の細胞培地／フィードなどの感受性もしくは不安定成分を「離しておく」または隔離するために行ってもよい。従って、カプセル化は、より高い濃度のアミノ酸などの特定のフィード成分を得ることができ、それにより、これらのフィードを、濃縮高栄養素サプリメントとして、任意の培養系、例えば、流加培養中に直接添加できる。さらなるカプセルのコーティングは、細胞培養液中への栄養素の遅延放出を行わせることができる（下記で考察）。カプセル化は、（ａ）数時間にわたり一部または全部の成分を「徐々に放出する」ためのマイクロ懸濁液およびナノ懸濁液用標準的マイクロカプセル化プロセス、（ｂ）内部成分放出を大きく遅らせる代替ビーズゲル化プロセス、によって行うことができる。代表的な遅延放出の実例は、実施例ならびに図３、４および８で見ることができる。
【0049】
一つの具体的実施形態では、不安定な成分のカプセル化または包埋に使われる薬品は、アルギナートであった。アルギナートマイクロカプセルは、薬剤送達、および細胞増殖と生存率を高めるために細胞培養で成長する細胞の固定化を含む多くの目的で使われている。例えば、Ｓｅｒｐ ｅｔ ａｌ．、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、２０００、７０（１）：４１−５３；Ｂｒｅｇｕｅｔ ｅｔ．ａｌ．、Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００７、５３：８１−９３；Ｃｈａｙｏｓｕｍｒｉｔ ｅｔ ａｌ．、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ、２０１０、３１：５０５−１４；米国特許第７，４８２，１５２号；および米国特許第７，７４０，８６１号を参照されたい。これらの全ては、参照によってその全体が組み込まれる。
【0050】
また、カプセル化技術は、エタノールアミン、ビタミン、インスリンのような増殖因子、などの特定の不安定な、感受性または影響を受けやすい化合物を、限定されないが、アルギナートなどのカプセル形成物質中に封入することに関し説明している出願人の同時係属出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２４１９４号にも記載がある。
【0051】
いかなる理論にも拘泥する意図はないが、別の分子内での感受性成分のカプセル化または包埋は、不安定な化合物の、その分解を促進するかまたはその安定性を下げる他の成分または条件との直接接触を減らすように見える。マイクロカプセル化によりエタノールアミンの分解を減らすためのマイクロカプセルの調製に関する方法は、出願人の２０１２年２月７日出願の同時係属出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２４１９４号に記載されている。この開示は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。これらの方法は、主に、エタノールアミン安定化の関連で例示されているが、それらは、培地、フィードもしくはサプリメント中の影響を受けやすい、または不安定な、任意の化学薬品もしくは化合物を安定化させるように使用／適合できる。その中に記載のマイクロカプセル化法は、限定されないが、チアミン、Ｂ１２などのビタミン、グルタミンなどの不安定アミノ酸、サイトカイン、増殖因子、感受性かつ有用なタンパク質またはペプチドなどを含む、任意の影響を受けやすい、細胞培養に必要な化合物を安定化させるために、および、安定化化合物の送達を改善するために使用でき、さらに、細胞培地開発の域を越える分野に適用できることが理解されよう。本開示では、いくつかのステップおよび技術の応用を必要とするカプセル化技術がマイクロ／ナノ懸濁液ビーズに適合された。例えば、国際公開第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２４１９４号出願中の、影響を受けやすい化合物の封入ステップは、いくつかのステップを欠いていた。マイクロ懸濁液のカプセル化に関しては、アルギナートなどのカプセル形成物質が混合され、マイクロ懸濁液とブレンドされた。この混合物は、その後、ピペットまたはドロッパーなどの分注装置中に吸引され、粘着しない表面、例えば、パラフィルム上に混合物をゆっくり滴下することによりカプセル化マイクロ懸濁液の液滴が徐々に生成された。次いで、架橋剤を液滴に加えて、ビーズを形成した。これらのビーズは、脱水し、真空乾燥して水分を除去されて、通常、「カプセル化マイクロ懸濁液ビーズ」または単に「ビーズ」と呼ばれる。
【0052】
本開示に基づいて、当業者は、推奨プロトコルで使われるステップまたは材料のいずれかを応用できることを知るであろう（実施例２を参照）。例えば、種々のカプセル形成物質を使うことができ、またはピペット、ドロッパー、シリンジもしくはそれらのいずれかの応用品などの種々の液滴送達装置を使うことができ、または、いずれかの架橋剤を使うことができ、またはビーズを種々の手段により乾燥または脱水でき、また、異なる程度の乾燥度、および／または硬度に乾燥できる。当業者なら、すぐ使えるための適切なカプセル化試薬、例えば、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬ）、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体、カラゲナンなどを決定できるであろう。
【0053】
マイクロカプセルは、典型的な例では、２ｍｍ以下の直径、通常、０．０５〜１．５ｍｍの範囲の直径の球状粒子である。通常、アルギナートマイクロカプセルは、ポリアニオン性アルギナートと塩化カルシウムなどの二価または三価の多価陽イオンとの間の架橋により形成される。架橋結合用の他の塩は、塩化マグネシウム、塩化バリウム、および硫酸アルミニウムなどの二価または三価のカチオンであってよい。
【0054】
カプセル化には、いくつかの利点があり、その一部には、限定されないが、不安定な成分の分解からの保護、もしくは不必要な反応からの保護、またはカプセル化成分の細胞培養液中への放出時間を遅らせる、および／または延ばすことが含まれる。一実施形態では、マイクロカプセル化による培地の保護、および室温で不安定な化合物を含む細胞培地、フィードおよびサプリメントの安定性および貯蔵性の増加がある。カプセル化化合物は、ビーズに乾燥でき、その後、他の培地成分とブレンド、および／または混合できる。従って、マイクロ／ナノ懸濁液は、培地／不安定な成分の機能の何らかの損失の１〜５％、５〜１０％、１０〜１５％、１５〜２０％、２０〜２５％、２５〜３０％、３０〜３５％、３５〜４０％、４０〜５０％、５０〜６０％、６０〜７０％、７０〜８０％、８０〜９０％、または９０〜１００％を減らすことができる。この機能の損失は、本出願で開示の方法を含む当技術分野で既知の技術を使って、カプセル化された不安定な成分、または培地成分の適切な機能アッセイにより測定できる。機能アッセイの例は、数日にわたる細胞生存率、または培養系の細胞数、または組換えタンパク質産生を増加させる、または発現している組換えタンパク質の量および／または機能を増加させるマイクロカプセルを含む培地／フィード組成物の能力のアッセイであってもよい（例えば、酵素または受容体機能アッセイ、またはカプセル化されたグルタミンなどの不安定な成分の安定性が培養の間に評価できる、などの当業者には既知のアッセイ）。
【0055】
一実施形態では、アルギナートのような封鎖剤を使ってエタノールアミン−デンドリマー錯体がカプセル化または包埋される。デンドリマーは、制御された逐次プロセスを使って一定の構造的および分子量特性を与えるようにできる超分岐合成高分子である。Ａｓｔｒｕｃ ｅｔ ａｌ．、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２０１０、１１０：１８５７−１９５９に概説がある。この文献は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。デンドリマーを使って、本発明のカプセル化マイクロ懸濁液も同様に調製できる。別の実施形態では、国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２４１９４号に記載の方法で使用されたデンドリマーは、ポリアミドアミンであり、カプセル化マイクロ／ナノ懸濁液で使われるように適応できる。本出願で記載の方法に使うことができる他のデンドリマーには、限定されないが、ポリプロピレンイミン（ＰＰＩ）デンドリマー、亜リン酸デンドリマー、ポリリジンデンドリマー、ポリプロピルアミン（ＰＯＰＡＭ）デンドリマー、ポリエチレンイミンデンドリマー、イプチセンデンドリマー、脂肪族ポリ（エーテル）デンドリマー、または芳香族ポリエーテルデンドリマーが含まれる。
【0056】
一実施形態では、マイクロカプセル化マイクロ／ナノ懸濁液は、濃縮形態の培養液に供給が必要な、どのような成分に関しても作ることができ、溶液中で同じ成分を有する等価液体濃縮物またはフィードに比べ、少なくとも２〜５倍、５〜１０倍、１０〜１５倍、１５〜２０倍、２０〜２５倍、２５〜３０倍、３０〜５０倍、５０〜７０倍、７０〜１００倍のカプセル化マイクロ／ナノ懸濁液中の成分の濃度を与えることができる。一つの代表的実施形態では、図に示すような濃縮フィード調製物のマイクロ懸濁液調製物は、その対応する液体フィードより約７倍超濃縮され、一方、乾燥カプセル化形態の同じマイクロ懸濁液は、その対応する液体フィードより約１０倍超濃縮された。
【0057】
抗酸化剤また、本開示は、カプセル内の不安定な化合物は、カプセル化プロセスの前に、抗酸化剤などの１つまたは複数の保護物質とさらに組み合わせることができることについて記載する。従って、特定の実施形態では、粉末化培地、フィード、またはサプリメント中の抗酸化剤および不安定な成分の混合物を、カプセル化前のマイクロ懸濁液調製物を調製する出発材料として使用できる。代表的抗酸化剤には、限定されないが、アスコルビン酸、ベータカロテン、ビタミンＡ、Ｅなどのビタミン、リコペン、フラバノイド、セレンなどが含まれる。照射に対する保護に与える抗酸化剤の効果を図８に示す。
【0058】
一実施形態では、マイクロカプセル化前の抗酸化剤による保護は、培地／不安定な成分の機能の損失の１〜５％、５〜１０％、１０〜１５％、１５〜２０％、２０〜２５％、２５〜３０％、３０〜３５％、３５〜４０％、４０〜５０％、５０〜６０％、６０〜７０％、７０〜８０％、８０〜９０％、または９０〜１００％を減らすことができ、これは、不安定な成分または培地成分に対する適切に機能するアッセイにより測定できる。乾燥マイクロカプセルビーズは、その後、他の培地成分中にブレンド、および／または他の培地成分と混合できる。
【0059】
キレート化また、本開示は、キレート化剤について記載する。キレート化剤は、培地内で認められるカチオン、金属イオン、微量元素などの反応性分子をキレート化する、不活化または閉じ込める薬品である。反応性分子は、培地中の不安定な化合物と不都合な相互作用を起こし、それらの効力を低減させる。反応性化合物をキレート化／錯体化することにより、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、スクシナート、シクロデキストリン、クラスレート、デンドリマー、アミノ酸などの化合物は、それらの反応性を低減させる。さらに、キレート化物は、不安定な化合物を含むマイクロカプセル／ビーズの外側に分離されて残るように設計できる。キレート化の不安定な化合物の保護に与える効果を図９に示す。
【0060】
一実施形態では、反応性である、かつ／またはＲＯＳを生成するマイクロカプセルの外側の培地／フィードの成分のキレート化による保護は、培地／不安定な成分の機能の損失の１〜５％、５〜１０％、１０〜１５％、１５〜２０％、２０〜２５％、２５〜３０％、３０〜３５％、３５〜４０％、４０〜５０％、５０〜６０％、６０〜７０％、７０〜８０％、８０〜９０％、または９０〜１００％を減らすことができ、これは、不安定な成分または培地成分の適切な機能アッセイにより測定できる。機能アッセイの例は、数日にわたる細胞生存率、または培養系の細胞数、または組換えタンパク質産生を増加させる、または発現している組換えタンパク質の量および／または機能を増加させるマイクロカプセルおよびキレート化成分を含む培地／フィード組成物の能力のアッセイであってもよい（例えば、酵素または受容体機能アッセイ、またはカプセル化されたグルタミンなどの不安定な成分の安定性が培養の間に評価できる、などの当業者には既知のアッセイ）。
【0061】
遅延放出一実施形態では、任意選択として、マイクロカプセルは、マイクロカプセル内の成分の遅延放出または持続放出のためのＰＬＧＡなどの保護剤コーティングでさらにコートできる。典型的な遅延放出対象の培地成分には、限定されないが、ビタミン、グルコース、アミノ酸、増殖因子またはサイトカインが含まれる。成分は、遅延放出配合物に応じて、同じマイクロカプセル内から同じ速度で放出してもよく、または、異なるマイクロカプセルから異なる速度で、異なる時間に放出してもよい。このような二重型遅延放出培地に対する代表的使用は、培養の早期の成長成分（例えば、グルコース、アミノ酸など）の放出と、それに続く、培養の対数期後の後期の生産性関連成分の放出（例えば、組換えタンパク質発現がガラクトースなどを誘発する）での使用であろう。このような培地は、二重型培地が、必要な成分の適時放出を管理するので、使用者の操作は必要ないであろう。別の例は、特定の目的のために、培養液内で一緒に反応させる必要がある場合に、２つ以上の成分を指定時間まで別々に維持する場合であろう。
【0062】
マイクロカプセル化後のコートに使用できるコーティング溶液は、追加の層を付与するために適用でき、限定されないが、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−リジンまたはポリオルニチンを含む。ビーズに形成され、外部をコートされるカプセル化成分は、それ自体をさらにカプセル化でき、それにより、取り囲むコーティングおよび個別ビーズコーティングのコーティング特性に応じて、広範囲の放出の選択肢が利用できる。
【0063】
追加の外側コーティングは、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナンから選択できる。コーティングの効果は、実施例と図３、４および８で示し、考察される。一実施形態では、内部成分のマイクロカプセルからの遅延放出により、６〜２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間、１日、２日、３〜５日、５〜１０日、１０〜１５日、１５〜２０日、２０〜２５日、２５〜３０日、３０〜４０日、４０〜５０日にわたり、および、培養の続く期間の間、細胞培養系中のカプセル化成分を維持することができる。遅延放出は、カプセル内の不安定な成分または培地成分の適切な徐放性アッセイにより測定でき、任意選択で、同様に持続放出のためにもコートできる。代表的持続放出アッセイは、以下で考察される。機能アッセイの他の例は、数日にわたる細胞生存率、または培養系の細胞数、または組換えタンパク質産生を増加させる、または発現している組換えタンパク質の量および／または機能を増加させるコートされたマイクロカプセルを含む培地／フィード組成物の能力のアッセイであってもよい（例えば、酵素または受容体機能アッセイ、またはカプセル化されたグルタミンなどの不安定な成分の安定性が培養の間に評価できる、などの当業者には既知のアッセイ）。
【0064】
ビタミン、グルコース、アミノ酸、増殖因子またはサイトカインなどの典型的な培地成分の他に、次の細胞培養栄養素／試薬もまた、遅延放出の標的にしてもよい。それらには、限定されないが、増殖のためであっても、産物合成のためであっても、細胞代謝を促進し、また、分泌を促進する全ての化学薬品または組成物、例えば、グルコース、ならびに他の形態のヘキソース、アミノ酸、塩、ペプチド、コラーゲンなどのタンパク質およびタンパク質画分、脂質、ホルモン、ビタミン、ヌクレオチド／ヌクレオシド、微量元素、リボヌクレオチド／リボヌクレオシド、血清、ウシアルブミンやセルロプラスミンなどの血清画分、ならびに、直接に代謝されないが、細胞培養関連の利点を培養液中の細胞に与える他の成分、例えば、細胞凝集を防ぐＦ６８などの種々のタイプのプルロニック、フィブロネクチンおよびＲＧＤなどの細胞付着を支援するペプチド配列ならびに消泡剤が含まれる。単一または複数の個別成分に加えて、成分の混合物をこの遅延放出法に含めることができる。粉末それ自体は、微粉砕、または造粒（ＡＧＴ）形態であってよい。
【0065】
遅延放出を検出する代表的アッセイ放出遅延の検出は、ある期間にわたり目的の成分のアッセイをすること、および経時的増加を観察することを含む。典型的ＣＨＯ細胞栄養素サプリメントの一例は、グルコースの測定であろう。グルコースを含むサプリメントを、水に添加し、Ｔ＝０試料を抜き出し、保持する。次に、その後、時間区分（例えば、２４、４８、７２時間）で、追加の試料を取り出すことができる。サプリメント中に遅延放出成分がある場合、グルコースは、経時的に上昇するのが認められるであろう。グルコースを測定する１つのアッセイは、キットの形態で市販されているグルコースオキシダーゼの測定であろう。この原理は、グルコースオキシダーゼがグルコースと反応しグルコン酸と過酸化水素が得られるということである。過酸化水素は、ｏ−ジアニシジンと反応し、酸化ｏ−ジアニシジンを生成し、硫酸にさらすとピンク色になる。これは、分光光度的に読み取ることができる。グルコースまたはアミノ酸などの他のサプリメント成分測定用の別のアッセイは、ＨＰＬＣによるものであろう。この方法は、遅延放出の顕著な特徴である放出成分の経時的連続増加を測定できる。
【0066】
滅菌本開示では、不安定な、感受性または影響を受けやすい化合物には、限定されないが、物理的、化学的照射分解／破壊に敏感な物質が含まれる。典型的な感受性培地物質は、反応性酸素種との化学相互作用に対する感受性、微量金属を含む金属に対する感受性、高温に対する感受性、照射（ガンマ、Ｘ線、ＵＶ、電離など）に対する感受性、凍結温度に対する感受性、凍結融解に対する感受性、圧力、撹拌、に対する感受性、などであってもよい。本実施形態のさらなる態様では、微量元素または反応性酸素種（ＲＯＳ）を生成する物質などは、キレート化される、および／または不安定な成分を含むマイクロカプセルの外部に保持されてもよい。
【0067】
本開示は、培地の滅菌の手段を提供し、手段は、例えば、抗酸化剤コーティングおよび／またはその後のカプセル化により照射に不安定な成分を保護する一方で、照射を使って成分をカプセル化することを含む。滅菌照射は、ガンマ線、紫外線、およびほかの電離放射線などの光の波長を含む。使われる滅菌ガンマ線照射は、５ｋＧｙ〜１００ｋＧｙであってよい。一実施形態では、カプセル化成分を含む培地は、培地またはフィードの機能の損失なく約５０ｋＧｙまでのガンマ線照射により滅菌でき、および／または約１／１０８にウイルスを減らすことができる。これは、ブタパルボウイルス（ＰＰＶ）、および／またはマウス微小ウイルス（ＭＭＶ）の、＞１０ｅ−８のＳＡＬ（無菌性保証レベル）を満たす。一部の実施形態では、カプセル化成分を含む培地は、５０ｋＧｙより大きく１００ｋＧｙまでのガンマ線照射の組み合わせにより、培地またはフィードの機能の損失なく滅菌できる。
【0068】
特定の実施形態では、ＭＭＶやＰＰＶなどのウイルスについて約１／１０６〜８のＳＡＬ、または減少が観察された。ＵＶ照射などの他の滅菌技術との組み合わせにより、培地またはフィード機能の損失なく、約１／１０８のＳＡＬまでのさらなるＳＡＬの減少が可能であった。さらに、再構成培地は、ＨＴＳＴ（高温短時間）またはＵＨＴ（超高温）などの技術により、および／または孔径０．１〜０．２μｍの抗ウイルスフィルターを通して濾過することにより、低温殺菌でき、これにより、培地またはフィード機能の損失なく、ベシウイルス、ブタサーコウイルス、およびバイオテクノロジー産業で問題となっている他の小さいエンベロープウイルスなどのさらなるウイルスの減少が実現できる。
【0069】
それらの滅菌される能力に起因して、また、培地またはフィード機能の損失がないために、本開示の組成物は、既存細胞培養の間にバイオリアクター中に直接添加できるので、細胞培養作業性の向上に繋がり、バイオリアクターの生産性を改善するであろう。特定の実施形態では、添加は、カプセル化ビーズとして行うことができ、または、他の実施形態では、添加は、マイクロ／ナノ懸濁液として行うことができる。別の例は、バイオリアクター中への無菌マイクロカプセルの直接添加、濾過水の添加、混合およびその後の細胞の添加であろう。
【0070】
マイクロカプセルは、１）それらが徐放方式で成分を放出する場合、無菌のマイクロカプセルをバイオリアクターに直接添加できる（右）、または２）それらは、約０．２２μの孔径を備えた多孔性金属シリンダー、ケージ、またはいずれかの類似の装置に添加し、培養液中の細胞との接触からビーズを隔離して保持できる、という少なくとも２つの方法でバイオリアクター中の栄養素補充のために使用できる。選択肢１では、ビーズは、濾過を妨げる可能性がある、または細胞数もしくは生産性を下げる可能性がある。選択肢２では、バイオリアクターの攪拌のみで、多孔性金属ケージの内側から栄養素サプリメントを溶出させ、バイオリアクター中へ移すのに充分である。
【0071】
細胞培地細胞培地は、多くの構成要素から構成され、これらの構成要素は、培地毎に変動する。細胞培地は、完全配合物、すなわち、細胞を培養するために補充の必要がない細胞培地であっても、不完全配合物、すなわち、補充の必要な細胞培地であっても、または不完全配合物を補充するために使われるサプリメントであってもよく、もしくは完全配合物の場合には、培養または培養結果を改善し得る。
【0072】
通常、再構成時には、細胞培地は、溶媒中に溶解する溶質を有すると考えられる。溶質は、浸透力を提供し、細胞膜（または壁）の両側の浸透圧力の均衡を保つ。さらに、溶質は、細胞のために栄養素を提供する。一部の栄養素は、細胞活動の化学燃料であり、一部の栄養素は、細胞が同化作用で使用する原材料であってよく、一部の栄養素は、細胞代謝を促進する酵素またはキャリアなどの機構部分であってよく、一部の栄養素は、細胞の使用のために構成要素に結合し、それを緩衝する、または有害な細胞産物と結合もしくはそれを隔離する結合剤であってよい。
【0073】
細胞および細胞の使用目的に応じて、細胞培地の構成要素は、細胞培養能力を最適化するために均衡された濃度の最適状態で存在するであろう。能力は、１つまたは複数の所望の特性、例えば、細胞数、細胞量、細胞密度、Ｏ２消費、グルコースまたはヌクレオチドなどの培養液構成要素の消費、生体分子の産生、生体分子の分泌、廃棄産物または副産物、例えば、代謝物の形成、指標またはシグナル分子に対する活性、などにより測定される。それぞれの構成要素、または構成要素の選択は、従って、意図される目的のための作業濃度に最適化されるのが好ましい。
【0074】
典型的な例では、基本培地は、細胞培養の維持に使用され、アミノ酸、ビタミン、有機および無機塩類、糖ならびに他の成分などの多くの構成要素を含むことができ、各構成要素は、インビトロで細胞の培養を支援する量で存在する。
【0075】
マイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液を含む本明細書記載の培地は、１Ｘ配合物であってもよく、または、例えば、５Ｘ、１０Ｘ、２０Ｘ、５０Ｘ、５００Ｘ、または１０００Ｘ培地配合物として濃縮されてもよい。個別培地構成要素が別々の濃縮液として調製される場合は、適切な（十分な）量のそれぞれの濃縮物を希釈剤と組み合わせて、１Ｘ培地配合物を形成する。典型的な例では、使用される希釈剤は水であるが、水性緩衝剤、水性食塩水溶液、または他の水溶液などの他の水溶液を使用できる。培地は、追加の成分の添加が必要な基本培地でもよく、または追加の添加物が必要なく、再構成されるとすぐに細胞を成長させることができる完全培地であってもよい。
【0076】
一実施形態では、マイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液を含む乾燥粉末から再構成された培地は、自動ｐＨおよび／または自動浸透圧培地／フィードをもたらし、これは、特定の細胞型を成長させるのに適する所望のｐＨおよび浸透圧を、追加のｐＨ調整または塩濃度調節をしないで自動的に達成するように寄与する平衡状態の緩衝液濃度および／または塩濃度を有する。
【0077】
別の実施形態では、またはさらなる実施形態では、マイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液を含む乾燥粉末から再構成された培地は、既知組成の細胞培地を生ずる。培地タンパク質の存在は、組換えタンパク質の精製を困難にし、時間がかかり、また、費用のかかるものにし、また、産物収量の減少、および／または純度の低下に繋がる。従って、一実施形態では、細胞培地は、無血清で、無タンパク質であってもよく、それでも完全培地であり、特定の細胞型の増殖を支援できる。あるいは、乾燥粉末から再構成された培地は、無血清であってよいが、依然として、植物、酵母、藻類、真菌、または、細菌、真菌、植物、酵母藻類などの組換え原料などの、１つまたは複数の非動物由来の原料（動物起源不含ＡＯＦ）由来のタンパク質を、加水分解物の形で、または精製タンパク質、または加水分解物画分の形で含んでもよい。他の例では、無血清培地は、依然として、アルブミン、フェチュイン、種々のホルモンおよび他のタンパク質などの１つまたは複数の種々の動物由来成分を含んでもよい。別の実施形態では、培地または培地サプリメントは、無タンパク質であり、さらに、脂質、加水分解物、または増殖因子を含まない。
【0078】
本開示の培地またはサプリメントは、流加バッチ培養用として使用される。細胞の流加バッチ培養は、典型的な例では、産物濃度を高め、容量生産性を上げることを目的に、細胞濃度を高め、培養液の寿命を延長するためにタンパク質などの生体分子の工業生産に使われる。流加培養法は、グルコースなどの１つまたは複数の栄養素の基本培地への制御された添加を含む。栄養素は、栄養素欠乏または蓄積、副産物の蓄積を防止し、それにより、最適製品発現に向けて細胞増殖を促進するか、または細胞死を最小限にするレベル内に浸透圧やＣＯ２濃度などの重要なパラメータを維持することにより、細胞培養の増殖を制御するのを支援する。
【0079】
細胞およびウイルスまた、本明細書記載のマイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液を含む培地／フィードを使って、種々の細胞を培養できる。一実施形態では、培地を使って、植物または動物細胞、例えば、哺乳動物細胞、魚類細胞、昆虫細胞、藻類細胞、両生類細胞もしくは鳥類細胞を含む真核細胞が培養され、または培地を使ってウイルス、ウイルス様粒子が産生される。
【0080】
本明細書記載の培地／フィードで培養できる哺乳動物細胞には、初代上皮細胞（例えば、ケラチノサイト、頚部上皮細胞、気管支上皮細胞、気管上皮細胞、腎臓上皮細胞および網膜上皮細胞）および樹立細胞株およびそれらの系統（例えば、２９３胚性腎臓細胞、ＢＨＫ細胞、ＨｅＬａ頚部上皮細胞およびＰＥＲ−Ｃ６網膜細胞、ＭＤＢＫ（ＮＢＬ−１）細胞、９１１細胞、ＣＲＦＫ細胞、ＭＤＣＫ細胞、ＣＨＯ細胞、ＢｅＷｏ細胞、Ｃｈａｎｇ細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５６２細胞、ＨｅＬａ２２９細胞、ＨｅＬａＳ３細胞、Ｈｅｐ−２細胞、ＫＢ細胞、ＬＳ１８０細胞、ＬＳ１７４Ｔ細胞、ＮＣＩ−Ｈ−５４８細胞、ＲＰＭＩ２６５０細胞、ＳＷ−１３細胞、Ｔ２４細胞、ＷＩ−２８ＶＡ１３、２ＲＡ細胞、ＷＩＳＨ細胞、ＢＳ−Ｃ−Ｉ細胞、ＬＬＣ−ＭＫ２細胞、クローンＭ−３細胞、１−１０細胞、ＲＡＧ細胞、ＴＣＭＫ−１細胞、Ｙ−１細胞、ＬＬＣ−ＰＫ１細胞、ＰＫ（１５）細胞、ＧＨ１細胞、ＧＨ３細胞、Ｌ２細胞、ＬＬＣ−ＲＣ２５６細胞、ＭＨ１Ｃ１細胞、ＸＣ細胞、ＭＤＯＫ細胞、ＶＳＷ細胞、およびＴＨ−Ｉ、Ｂ１細胞、またはこれらの誘導体）、いずれかの組織または臓器由来繊維芽細胞（心臓、肝臓、腎臓、結腸、腸、食道、胃、神経組織（脳、脊髄）、肺、血管組織（動脈、静脈、毛細管）、リンパ組織（リンパ腺、咽頭扁桃腺、扁桃腺、骨髄、および血液）、脾臓を含むがこれらに限定されない）、および繊維芽細胞および繊維芽細胞様細胞株（例えば、ＣＨＯ細胞、ＴＲＧ−２細胞、ＩＭＲ−３３細胞、Ｄｏｎ細胞、ＧＨＫ−２１細胞、シトルリン血症細胞、Ｄｅｍｐｓｅｙ細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５５１細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５１０細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５２５細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５２９細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５３２細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５３９細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５４８細胞、Ｄｅｔｒｏｉｔ５７３細胞、ＨＥＬ２９９細胞、ＩＭＲ−９０細胞、ＭＲＣ−５細胞、ＷＩ−３８細胞、ＷＩ−２６細胞、ＭｉＣｌ１細胞、ＣＨＯ細胞、ＣＶ−１細胞、ＣＯＳ−１細胞、ＣＯＳ−３細胞、ＣＯＳ−７細胞、Ｖｅｒｏ細胞、ＤＢＳ−ＦｒｈＬ−２細胞、ＢＡＬＢ／３Ｔ３細胞、Ｆ９細胞、ＳＶ−Ｔ２細胞、Ｍ−ＭＳＶ−ＢＡＬＢ／３Ｔ３細胞、Ｋ−ＢＡＬＢ細胞、ＢＬＯ−１１細胞、ＮＯＲ−１０細胞、Ｃ３Ｈ／ＩＯＴＩ／２細胞、ＨＳＤＭ１Ｃ３細胞、ＫＬＮ２Ｏ５細胞、ＭｃＣｏｙ細胞、マウスＬ細胞、株２０７１（マウスＬ）細胞、Ｌ−Ｍ株（マウスＬ）細胞、Ｌ−ＭＴＫ−（マウスＬ）細胞、ＮＣＴＣクローン２４７２ならびに２５５５、ＳＣＣ−ＰＳＡ１細胞、Ｓｗｉｓｓ／３Ｔ３細胞、インドムンチャク細胞、ＳＩＲＣ細胞、ＣＩＩ細胞、およびＪｅｎｓｅｎ細胞、またはこれらの誘導体）が含まれる。
【0081】
また、藻類細胞を含む真核細胞は、増殖およびバイオ燃料産生に適切な条件下で、マイクロ懸濁液および／またはカプセル化マイクロ懸濁液を含む本開示の培地組成物で培養して、バイオ燃料を生成できる。
【0082】
また、本明細書記載の培地により培養できる細胞は、いずれの動物由来であってもよく、好ましくは哺乳動物由来、最も好ましくは、マウスまたはヒト由来であってよい。本明細書で開示の方法により培養される細胞は、正常細胞、疾患細胞、形質転換細胞、変異細胞、体細胞、生殖細胞、幹細胞、前駆細胞または胚細胞であってよく、これらの内のいずれの細胞も、樹立細胞株もしくは形質転換細胞株でもよく、または天然源から入手されてもよい。細胞は、実験目的でも、または有用な成分の産生目的であってもよい。
【0083】
一実施形態では、本明細書記載の培地を使って、組換え型ＣＨＯ細胞またはＣＨＯＳ、ＣＨＯＫ１、ＤＧ４４、ＲｅｖＯなどのＣＨＯ−由来細胞株を含むチャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞が培養される。用語のＣＨＯ細胞は、組換え型ＣＨＯ細胞および記載の全てのＣＨＯ由来細胞株への言及を含む。ＣＨＯ細胞は、チャイニーズハムスター卵巣由来の上皮細胞および繊維芽細胞の両方として分類されている。チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ−Ｋ１）から出発した細胞株（Ｋａｏ、Ｆ．−Ｔ．Ａｎｄ Ｐｕｃｋ、Ｔ．Ｔ．、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ６０：１２７５−１２８１（１９６８）は、何年間も培養されているが、その同一性は未だ確認されていない。最近では、ヒト様グリコシル化パターン、明確な翻訳後修飾およびヒトウイルスの伝染に対する低リスクなどのその細胞株が有する多くの利点のために、大抵のバイオ医薬品企業は、ＣＨＯ細胞中でタンパク質を産生する。
【0084】
細胞培養本明細書記載の培地が対応している細胞は、研究者により決定される実験条件に従って培養できる。所与の動物細胞型に対する最適播種条件および培養条件は、常用の実験を使うだけで当業者により決定できることは理解されよう。本明細書記載の細胞培地を使った常用の単層培養条件に関しては、細胞を、接着因子なしで培養容器の表面に播種し培養できる。あるいは、容器を天然、組換え型または合成接着因子またはペプチド断片（例えば、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニンなど、またはそれらの天然もしくは合成断片）でプレコートできる。これらは、例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃｏｒｐ．（Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）、Ｇｅｎｚｙｍｅ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）およびＳｉｇｍａ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）、から市販品として入手できる。また、細胞は、形成済みコラーゲンゲルもしくは合成生物高分子材料などの天然または合成３次元支持マトリックスの中または上に播種できる。懸濁培養に関しては、細胞は、典型的な例では、本明細書記載の培地中に懸濁され、スピナーフラスコ、灌流培養装置、またはバイオリアクターなどの、懸濁状態で細胞の培養を促進する培養容器中に導入される。理想的には、培地成分の変性と培養中の細胞の剪断を避けるために、培地と懸濁細胞の撹拌は、最小限にされる。
【0085】
各実験条件に対する細胞の播種密度は、使われる特定の培養条件に対し最適化できる。プラスチック培養容器中での常用の単層培養に関しては、１〜５ｘ１０５細胞／ｃｍ２の初期播種密度が好ましく、一方、懸濁培養に関しては、さらに高い播種密度（例えば、５〜２０ｘ１０５細胞／ｃｍ２）を使うことができる。
【0086】
哺乳動物細胞は、典型的な例では、細胞インキュベーター中、約３７℃で培養される。インキュベーターの雰囲気は、加湿し、空気中約３〜１０％の二酸化炭素、より好ましくは、空気中約８〜１０％の二酸化炭素、最も好ましくは、空気中約８％の二酸化炭素を含まなければならない。しかし、特定の細胞株の培養では、最適結果を得るためには、空気中２０％もの二酸化炭素を必要とする場合もある。培地ｐＨは、通常、約６．２〜７．８、好ましくは、約７．１〜７．４、最も好ましくは、約７．１〜７．３の範囲とする必要がある。細胞は、異なる条件下（ｐＨ、温度および／または二酸化炭素）で培養してタンパク質産生を高めることができる。
【0087】
閉鎖培養またはバッチ培養での細胞は、約１．５〜２．０ｘ１０６細胞／ｍｌの密度に達すると、完全培地交換（すなわち、消費培地を新鮮な培地で置換）を受ける必要がある。灌流培養での細胞（例えば、バイオリアクターまたは発酵槽中の細胞）は、連続再循環ベースで新鮮な培地を受ける。
【0088】
ウイルスおよびワクチン産生懸濁状態の細胞の培養または単層細胞培養に加えて、本培地は、哺乳動物細胞由来ウイルスの産生方法に使用可能である。このような方法は、(a)細胞（例えば、哺乳動物細胞）をウイルスによる感染を促進するのに適する条件下でウイルスと接触させること、および（ｂ）本明細書記載の培地中、細胞によるウイルスの産生を促進するのに適した条件下で細胞を培養すること、を含む。培地中で細胞培養の前、その間、またはその後に細胞をウイルスと接触させることができる。哺乳動物細胞にウイルスを感染させる最適な方法は、当技術分野でよく知られており、当業者は精通している。本明細書記載の培地で培養されたウイルス感染哺乳動物細胞は、本明細書記載の細胞培地以外の細胞培地で培養された細胞よりも高いウイルス力価（例えば、２、３、５、１０、２０、２５、５０、１００、２５０、５００、または１０００倍高い力価）を生じることが期待できる。
【0089】
これらの方法を使って、限定されないが、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、などを含む種々の哺乳類ウイルスおよびウイルスベクターを産生ででき、最も好ましくは、アデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスを産生できる。本明細書記載の培地中で感染細胞の培養後、ウイルス、ウイルスベクター、ウイルス粒子またはそれらの成分（タンパク質および／または核酸（ＤＮＡおよび／またはＲＮＡ））を含む使用された培地は、ワクチン産生、細胞形質移入または遺伝子治療に使用するためのウイルスベクター産生、動物の感染または細胞培養、ウィルスタンパク質および／または核酸の試験、などの種々の目的に使用できる。あるいは、ウイルス、ウイルスベクター、ウイルス粒子またはそれらの成分は、任意選択で、当業者にはよく知られているタンパク質および／または核酸単離技術を使って、使用された培地から分離できる。
【0090】
組換えタンパク質産生また、本培地は、懸濁状態で成長させた真核細胞を含む細胞由来の組換えタンパク質の産生法に使用可能であるが、哺乳動物細胞が好ましく、特に、懸濁状態で成長させた哺乳動物細胞由来のタンパク質の産生法が好ましい。本開示によるポリペプチドの産生方法は、本明細書記載の培地中、細胞によるポリペプチドの発現に適する条件下でポリペプチドを産生するように遺伝的に操作されている細胞（例えば、哺乳動物細胞）を培養することを含む。哺乳動物細胞を目的のポリペプチドを発現するように遺伝的操作をする最適な方法は、当技術分野でよく知られ、従って、当業者は精通している。細胞は、本開示の培地中で培養する前に遺伝的に操作でき、または、培養液中に入れた後で、培地中で、それらに、１つまたは複数の外因性の核酸分子を形質移入できる。遺伝的に操作された細胞は、本培地中で、上述の方法に従って、単層培養、またはより好ましくは、懸濁培養として培養できる。細胞培養後、目的のポリペプチドは、任意選択で、当業者によく知られたタンパク質単離技術により細胞、および／または使用された培地から精製できる。
【実施例】
【0091】
実施例１：マイクロ懸濁液および／またはナノ懸濁液の作製プロトコル本明細書で提供されるのは、培地成分を含むマイクロまたはナノ懸濁液の調製方法である。この方法は、例えば、特定成分のマイクロ懸濁液（ｍｓ）、および／またはナノ懸濁液（ｎｓ）により、溶解度をはるかに超えて培地および／またはサプリメントを濃縮することを可能にでき、またさらに、マイクロ懸濁液（ｍｓ）、および／またはナノ懸濁液（ｎｓ）のカプセル化により、ビーズを形成し、続けて、カプセル化ビーズの乾燥を行い、成分濃度のさらなる増加が生じる。
【0092】
マイクロ懸濁液の作製法（図１参照）約７Ｘ濃度の培地成分のマイクロ懸濁液作製用（リン酸ナトリウムなし）プロトコル：
１） ３０ｇの乾燥形態粉末化培地、サプリメントまたはフィード（リン酸ナトリウムなし）を乳鉢中に秤取。
２） ７．５ｍｌのＷＦＩ（注射用の水）を添加。
３） フレキシブルなグリーンプラスチックスパチュラを使って、粉末が湿り、水を「取り込み」、ペーストを形成し始めるまで混合する。均一になるようにペーストを全体的に素早く混合し、マイクロ懸濁液を得る。
４） １ｍｌの追加のＷＦＩをマイクロ懸濁液に加え、全体を混合する。
５） マイクロ懸濁液を容器に集め、スパチュラを使って「スクイージを行って」最後の量までマイクロ懸濁液を容器に送り込む。容量は、約２９ｍｌである。
６） 送出のために、ピストン送出装置（例えば、シリンジタイプ装置）を使用する。
【0093】
実施例２：マイクロ懸濁液およびナノ懸濁液含有アルギナートマイクロカプセルマイクロカプセル化は、特に、粉末化細胞培地中の反応性成分から不安定な成分を物理的に分離または隔離する機序を提供できる。例として挙げると、アルギナートもしくは他のいずれかのカプセル化マトリックスまたはカプセル形成物質は、マイクロカプセル化に使用できる。
【0094】
カプセル化マイクロ懸濁液作製用プロトコル培地、サプリメントまたはフィードをさらに濃縮する方法であるカプセル化マイクロ懸濁液の作製用プロトコル：
１） 培地、サプリメントまたはフィードのマイクロ懸濁液（リン酸ナトリウムなし）を作る（例えば、上述のようにして）。
２） １３．５ｍｌの６％アルギナートをマイクロ懸濁液に加え、全体をスパチュラで混ぜて、アルギナートを混合する。容量は、約４０．５ｍｌになるはずである。
３） 四角の（中サイズ）ポリプロピレン使い捨て秤量皿の底を覆うためにパラフィルムを円形状に切り出す。パラフィルムを秤量皿の底に置く。
４） エッペンドルフ・リピーター・プラス・ピペット用チップを、はさみで末端の約１／６４"を切り取って整え、完全に押し下げた場合、切り口がプランジャーの末端の位置までではないことを確認する。
５） 位置１（２５μｌ）に設定した２．５ｍｌのシリンジを備えたエッペンドルフ・リピーター・プラスを使って、マイクロ懸濁液をシリンジ中にゆっくり引き込む。空気は粘性マイクロ懸濁液中に残り、送出容量を変えるので、空気がシリンジ中に吸い込まれていないことを確認する。
６） エッペンドルフのレバーを数回押し下げてシリンジに呼び水を差す。マイクロ懸濁液をシリンジ末端から流し出した後で、シリンジの末端を拭き取る。その後、シリンジ末端をパラフィルム表面から数ｍｍの位置に垂直に保持し、レバーを押し下げ、同じ箇所に約５秒間保持し、全２５μｌの液滴をパラフィルム表面上に送出させる。次に、隣の位置に移動し、繰り返す。パラフィルム全表面にわたり液滴を配置することを続ける。アルギナート−マイクロ懸濁液液滴は、パラフィルム上に数秒間、放置後凸面の球状形を形成する。
７） アルギナートを架橋してヒドロゲルを形成させるために、２５ｍｌの塩化カルシウム（無水）の１３３ｇ／Ｌの溶液を秤量皿中に送出する。Ｃａ溶液が下に入ると液滴が浮揚しようとするので、ピンセットを使って、パラフィルム（およびアルギナート−マイクロ懸濁液液滴）を塩化カルシウム溶液表面の下に保持することが必要となる場合がある。
８） パラフィルムとアルギナート−マイクロ懸濁液液滴を塩化カルシウムの下に３０秒間保持する。ビーズを形成させる。
９） ３０秒後、ピンセットを使ってパラフィルムの一端を掴み、押し動かしてゆるめ、全ビーズを取り外す。それにより、パラフィルムを秤量皿中で上下反対に回転させ、塩化カルシウム中で前後に振り回すのを行い易くなる。ビーズは、パラフィルムから容易に剥がれる。
１０） マイクロ懸濁液は、吸収性ティッシュペーパー上に置かれる（ステップ１６）まで処理全体を通してゆっくり溶解するので、ステップ１１〜１８を遅滞なく通過すること。
１１） 直ちに秤量皿を半分に折り畳み、秤量皿の末端を狭めて皿内にビーズを保持するように注意して、塩化カルシウム溶液を廃棄する。
１２） 秤量皿の把持を緩めて、直ちに必要量のＷＦＩを半分まで加える（注ぐ）。
１３） 直ちに秤量皿を前のように折り畳み、ＷＦＩを廃棄する。
１４） 秤量皿の把持を緩めて、直ちに必要量のＷＦＩを半分まで注ぎ込む。
１５） 直ちに秤量皿を前のように折り畳み、ＷＦＩを廃棄する。
１６） ひっくり返し、各秤量皿の中身を二重のティッシュペーパー上に出し、できる限りビーズから水を吸収させる。
１７） ティッシュペーパーを秤量皿上に保持し、白色のフレキシブルなプラスチックスパチュラを使ってビーズをすくう。
１８） ２つの白色プラスチックスパチュラを使って、相互に接触しないようにビーズを離す。
１９） ドラフト中に一晩置く。
２０） 翌朝、ビーズを真空乾燥チャンバー中のＣａＳＯ４上に置く。
２１） ３日間乾燥させ、その後、ビーズを取りだし、軽く付着している秤量皿の表面から取り外す。透明秤量皿をひっくり返し、秤量皿中のビーズのカバーとして使用する。一端をわずかに持ち上げ、秤量皿の表面に沿って白色フレキシブルスパチュラを押し込み、ビーズを取り外す。全てを取り外した後で、新しい秤量皿中に置き、追加の４日間、真空乾燥チャンバーのＣａＳＯ４上に戻し、乾燥を確実にする。
【0095】
実施例３：ビタミンなどの少ない培地成分のカプセル化カプセル化標的が、ビタミンなどの少ない培地成分の場合、ステップＩは、カプセル化される成分の濃縮物溶液を直接２％アルギナート溶液中に混合することを含む。溶液は、充分濃縮されているため、１％以下の容量の２％アルギナートしか必要としない。マイクロ懸濁液の形成は必要ない。このアルギナート−成分溶液は、次に、１３３ｇ／ＬのＣａＣｌ２溶液中に直接落下する２５μｌの液滴として添加され、３０秒間保持される。
ａ） ＣａＣｌ２溶液からビーズを流し出し、迅速に２回洗浄する。
ｂ） ビーズを分離し、平面上に置いて数日間乾燥し、水分を確実に１％未満とする。
ｃ） 次に、ビーズを屈折性が生じ、硬くなるまで真空デシケーター中のＣａＳＯ４上に数日間置く。
ｄ） 乾燥ビーズは、次の使用に関して準備が整った状態である。
【0096】
乾燥ビーズの使用は、殆ど１００％栄養素サプリメント化学薬品をバイオリアクターに添加するようなものであった。
【0097】
実施例４：アルギナート−カプセル化マイクロ懸濁液に持続放出コーティングを適用するためのプロトコルビーズコーティング設備を利用できないため、代用のプロセスを開発した。ビーズの持続放出コーティング層中に、孔、または弱い領域が全く発生しないことを確実にする必要があることが明らかになった。インタクトビーズは、手で加えられている有機相の性質に起因して、繰り返し均一にコートできなかった。従って、スライド代用コーティングおよび試験アッセイが開発された。
１） 上述のようにアルギナート−マイクロ懸濁液を作製する。
２） エッペンドルフピペットを使って、赤色環状スライドの透明ガラス円形部内に５μｌのアルギナート−マイクロ懸濁液の点を打つ。
３） 直ちにプラスチックスパチュラまたは他のフレキシブルツールを使って、５μｌのアルギナート−マイクロ懸濁液を「つぶす」か、または平坦化して、できるだけ多くの円形ガラス透明領域を満たす（目標は、アルギナート−マイクロ懸濁液の表面をできる限り低くして、その後のＰＬＧＡコーティングを支援することである：背の高いビーズは、スライド上方に高く突き出過ぎるので、うまくいかない）。
４） スライドを１３３ｇ／Ｌの塩化カルシウム溶液中に約２０〜３０秒間置く。
５） ＷＦＩ中に浸漬して洗浄する。
６） スライドのＷＦＩを流し出し（ティッシュペーパーを各ウエルに接触させて過剰水を吸収する）、ドラフト中で一晩乾燥する。
７） 次に真空中でＣａＳＯ４上に置き、乾燥させる。
８） ＰＬＧＡストックは、２５ｍｇ／０．６ｍｌのクロロホルムの濃度で保持。５０μＬのクロロホルム中ＰＬＧＡを加え、赤色環状スライド中のウエルを覆う。５０μＬの容量が、円形ウエル領域とビーズを「満たし」、ウエル上に凹型隆起を与える。このＰＬＧＡ−クロロホルムの容量は、容易に蒸発し、乾燥アルギナート−マイクロ懸濁液上の平たい、接触レンズ様被覆を形成する。遅延：３コート＞２コート＞１コート。
９） ＰＬＧＡの乾燥後、持続放出の各種濃度およびグリコール酸／乳酸比による比較を行うために使用する。
【0098】
ＰＬＧＡのような溶液を使って乾燥したビーズ上に均一コーティングを得ることは、難題であった。種々のプロトコルを使っていくつかの試みを行った。うまく機能したプロトコルを上記に示しているが、これは、所望のコーティングレベルが得られるまでプロトコルの作り替えを行った。例えば、ビーズの平坦化により、持続放出の使用のために最良のコーティング結果が得られた。コーティング成分濃度などのいくつかのパラメータ、ビーズサイズ、アルギナートの割合（％）、コーティング用プロトコル、乾燥条件および乾燥レベル、プリコーティング用溶剤などは、最良の結果を得るために最適化が必要であった。
【0099】
実施例５：各種ＰＬＧＡ濃度およびグリコール酸／乳酸比の持続放出比較アッセイ１． ５５ｍｌのＰＢＳを５０ｍｌの遠心チューブに入れる。
２．１４ウエル全てを覆う同じＰＬＧＡ組成のスライド1つを加える。水平に保持して室温でインキュベートする。
３． 代表的カプセル化グルコースビーズのグルコースをアッセイし、各種比率のコーティング材料成分：グリコール酸／乳酸比の持続放出特性を試験した。
４． 種々の時間でのサンプリングのために、グルコースのＳｉｇｍａグルコースオキシダーゼアッセイ（ＧＡＧＯ）を行った：
ａ） ０．１０ｍｌ試料を５０ｍｌ遠心チューブから１０ｘ７５ｍｍガラスチューブまたは１．５ｍｌのＷｈｅａｔｏｎゴムストッパー付化学分析用ガラスバイアルに入れる。
ｂ） ０．２０ｍｌの試薬を同じチューブに入れ、混ぜる。
ｃ） ３７℃で１５分間インキュベートする。
ｄ） ０．２０ｍｌの１２Ｎ硫酸を加え、混ぜる。
ｅ） 対照：１ｇ／Ｌグルコース溶液を１：１０に希釈する（０．１ｍｌ＋０．９ｍｌ ＷＦＩ＝１００ｕｇ／ｍｌ）；１２．５ｕｇ／ｍｌまで２Ｘ系列希釈（０．５ｍｌグルコース＋０．５ｍｌ ＷＦＩ）を行う。対照は、１００、５０、２５および１２．５ｕｇ／ｍｌグルコースである。またＷＦＩブランクを含める。
ｆ） 目安として、全１４ウエルからの全てのマイクロ懸濁液が溶解されると、試料を、１：４に希釈して対照基準の範囲内に入るようにする必要がある［適用された合計グルコースは、１４ウエルで０．０２２ｇ／スライドである必要がある、ｐｇ ６９ ＮＢ １１３８］。
出力を読み取るために、Ｓｐｅｃｔｒａ Ｍａｘ３８４を使用：９６ウエルトレー中に３５０μｌの試料。透明または濃色の壁はいずれも同様に機能し、差は認められない。５４０ｎｍでの吸光度を読み取る。
計算：［Ｓｉｇｍａグルコース（ＧＯ）アッセイキット、製品コードＧＡＧＯ−２０による］
グルコース量（ｍｇ）＝（試験のΔＡ＠５４０）（標準のグルコース量（ｍｇ）＊）
＊４つの希釈の内で一番近い標準濃度。
Δは、試験のＯＤ読み間の差、または標準−ブランクの読み、を意味する。
＊＊上記測定グルコース量（ｍｇ）に、試料調製で使った希釈因子を乗ずる。
【0100】
実施例６：多孔性金属シリンダー多孔性金属シリンダーにアルギナートカプセル化マイクロ懸濁液乾燥ビーズを満たし、攪拌子を備えた１Ｌビーカー内に入れてバイオリアクター内の条件を模擬した。遅延放出用ビーズのＰＬＧＡコーティングは行わなかった。図１１の図は、バイオリアクター内で攪拌するだけで、ビーズから栄養素サプリメントが得られ、溶解し、さらに、「バイオリアクター」中へ送るのに充分であることを示す。多孔性金属シリンダーは、サプリメントを得て、細胞培養系中に入れるのにポンプ圧送、管で運ぶ、などの必要はない。実際、一実験では、アルギナートビーズ単独（ＰＬＧＡコーティング無し）中のサプリメントは、約２０時間以内に完全にその含有物を放出するほど速く遊離する。持続放出には、ビーズが多孔性金属内にある場合でも、ＰＬＧＡコーティングが必要である。図１１の下段チャートは、ＡＧＴ単独処理の粉末は、多孔性金属シリンダーを比較的素早く通過できるが、ＡＧＴ単独では、遅延放出用としては機能しそうにないことを示す。留意すべき点は、多孔性金属シリンダーは、バイオリアクターに取り付けてオートクレーブ処理でき、サプリメントビーズは、培養中いつでも添加できるということである。
【0101】
図１１は、持続放出マイクロカプセルがバイオリアクターの栄養素補充に使用できると思われる２つの方法を示す。１）無菌のマイクロカプセルをバイオリアクターに直接添加でき、そこで、徐放方式で成分を放出する（右）、または２）それらは、０．２２μ孔径の多孔性金属シリンダーに加えることができ、ビーズを培養液中の細胞と接触しないように離して保持する。選択肢１では、ビーズは、濾過を妨げるか、または細胞数もしくは生産性を低下させる可能性がある。選択肢２は、バイオリアクターの攪拌のみで多孔性金属ケージの内側から栄養素サプリメントを溶出させ、バイオリアクターに送り込む機能を充分に果たす。
【0102】
いくつかの代表的実施形態培地、フィードまたはサプリメント組成物を作製する方法であって、
最小限の容量の水溶液を、培地、フィードまたはサプリメントの乾燥粉末に加え、ペーストを作るステップ、
ペーストを激しく混ぜ合わせ、マイクロ懸濁液を調製するステップ、
を含む、方法。
【0103】
培地組成物を調製する方法であって、項１に記載の培地のマイクロ懸濁液を調製するステップ、
任意選択で、有効量の抗酸化剤をマイクロ懸濁液と混ぜ合わせ、混合物を形成するステップ、
マイクロ懸濁液、またはステップ２の混合物を、マイクロカプセルまたはビーズが形成されるように、適切なカプセル形成物質でカプセル化するステップ、
マイクロカプセルまたはビーズを乾燥するステップ、
を含み、
培地が不安定な物質を含む、方法。
【0104】
不安定な物質がデンドリマーに付着する、項２に記載の方法。
【0105】
少なくとも１つの成分が超濃縮状態、増加した安定性、向上した照射曝露に対する耐性、熱安定性、延長された貯蔵寿命および不安定な成分の持続放出、からなる群より選択される１つまたは複数の性質のために培地が調製される、項２に記載の方法。
【0106】
培地組成物が、カプセル化成分の持続放出アッセイ、熱安定性アッセイ、ウイルス数減少アッセイ、照射後機能アッセイ、延長貯蔵寿命アッセイ、輸送中の安定性アッセイ、および室温貯蔵アッセイ、からなる群より選択されるアッセイで試験される、項２に記載の方法。
【0107】
カプセル形成物質が、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナン、からなる群より選択される、項２に記載の方法。
【0108】
ビーズからの不安定な成分の放出を延長するコーティングでさらにビーズをコートする、項２に記載の方法。
【0109】
コーティングが、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンおよびポリビニルピロリドン、からなる群より選択される、項５に記載の方法。
【0110】
ビーズが照射される、項２に記載の方法。
【0111】
ビーズが、無菌アッセイされる、項８に記載の方法。
【0112】
ビーズがガンマ線照射される、項４に記載の方法。
【0113】
ビーズが紫外線で追加照射される、項５に記載の方法。
【0114】
ビーズがＰＰＶおよびＭＭＶウイルス不含である、項５に記載の方法。
【0115】
組成物が乾燥形態培地である、項１または２に記載の方法。
【0116】
不安定な成分が、ポリアミン、増殖因子、サイトカインおよびビタミンからなる群より選択される、項１または２に記載の方法。
【0117】
カプセル形成物質が、水性溶媒で再構成時に可溶である、項２に記載の方法。
【0118】
カプセル化マトリックスが、デンドリマー−不安定成分錯体をカプセル化する、項３に記載の方法。
【0119】
デンドリマーが、ポリアミドアミンデンドリマー、ポリプロピレンイミンデンドリマー、またはポリプロピルアミン（ＰＯＰＡＭ）デンドリマーである、項１４に記載の方法。
【0120】
組成物が、１つまたは複数のアミノ酸を含む粉末化細胞培地を含む、項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【0121】
成分を含むマイクロ懸濁液を含む、培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0122】
カプセル形成マトリックスを使ってビーズとしてマイクロカプセル化されている、不安定な成分および抗酸化剤の混合物を含む、培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0123】
カプセル形成物質が、アルギナート、ポリ−Ｌ−乳酸、キトサン、アガロース、ゼラチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラゲナンからなる群より選択される、項１８に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0124】
ビーズが、コーティング溶液でコートされる、項１８に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0125】
コーティング溶液が、ポリグリコール酸、ＰＬＧＡ（ポリ乳酸・グリコール酸共重合体）、コラーゲン、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリホスファゼン、ポリアミノ酸、ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ−メチルメタクリラート、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｌ−リジンおよびポリオルニチン、からなる群より選択される、項２０に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0126】
組成物がキレート化反応種をさらに含む、項１８に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0127】
反応種がカチオン、金属イオンまたは微量元素である、項２１に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0128】
キレート化成分が、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、スクシナート、シクロデキストリン、クラスレート、デンドリマーおよびアミノ酸、からなる群より選択される、項２１に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0129】
組成物が照射される、項１７〜２３のいずれか１項に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0130】
照射がガンマ線を使って行われる、項２４に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0131】
ガンマ線が２５〜１００ｋＧｙである、項２５に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0132】
ガンマ線が３０〜５０ｋＧｙである、項２６に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0133】
ガンマ線が３０ｋＧｙである、項２６に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0134】
無菌状態でバイオリアクターに加えられる、項１７〜２８のいずれか１項に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0135】
細胞培地、フィードまたはサプリメントが無タンパク質である、項１７〜２９のいずれか１項に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0136】
マイクロ懸濁液に使われる粉末化細胞培地がＡＧＴ（先進造粒技術細胞培地）である、項１７〜３０のいずれか１項に記載の培地、フィードまたはサプリメント組成物。
【0137】
乾燥形態細胞培地を生成するための、上記項のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【0138】
細胞培地の保存可能期間を延長するための、上記項のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【0139】
室温で貯蔵し、取り扱うための、上記項のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【0140】
特に記載がない限り、本明細書で使われる全ての技術的および科学的用語は、通常当業者により理解されているものと同じ意味を持つ。矛盾が生じる場合には、定義を含む本明細書が優先する。本明細書記載の方法および用途に対し他の適切な修正および適合が明らかで、本開示、またはそれらのいずれかの実施形態の範囲を逸脱することなく実行可能であることは、関連技術分野の当業者には容易に明らかであろう。さらに、材料、方法、および実施例は、例示のみの目的ためのものであり、限定する意図はない。本明細書で引用された全ての特許、特許出願、および出版物文献は、本明細書による参照によってその全体が組み込まれる。