Клетки яичника китайского хомячка (СНО) используются в биофармацевтической промышленности для производства рекомбинантных белков терапевтического назначения, в том числе моноклональных антител. Моноклональные антитела применяются для лечения различных видов рака и аутоиммунных заболеваний, при этом высокие дозировки и частота введения обусловливают значительную потребность в данных лекарственных средствах (иногда до нескольких сотен килограмм в год). Для удовлетворения потребностей рынка требуются крупномасштабные объемы культур клеток с высокой плотностью. Для разработки таких процессов необходима оптимизация условий культивирования для достижения максимальных концентраций клеточной биомассы и поддержания высокого уровня экспрессии клеток.
Для обеспечения оптимальных условий роста клеток CHO при культивировании в биореакторе необходимо поддерживать ряд основных параметров процесса, таких как температура, pH среды, концентрации растворенного кислорода и углекислого газа. Все эти параметры влияют на рост и жизнеспособность клеток, а значит, и на их продуктивность. Одним из ключевых факторов, влияющих на культуру клеток, является концентрация углекислого газа в культуральной жидкости.
Растворенный в питательной среде углекислый газ участвует в метаболических процессах клеток млекопитающих, поэтому необходим для их роста и развития. Оптимальный диапазон концентраций углекислого газа для клеток млекопитающих составляет 4–8 %, что соответствует парциальному давлению углекислого газа (рСО2 ) 30–55 мм рт. ст. Если содержание растворенного углекислого газа выходит за пределы указанных значений, это может приводить к подавлению роста и продуктивности клеток, а также к снижению их жизнеспособности [1].
CO2 также может влиять на качество белковых продуктов. Было установлено, что отношение N-гликолилнейраминовой кислоты к N-ацетилнейраминовой кислоте в секретируемых клетками СНО гликопротеинах увеличивается при культивировании, если парциальное давление pCO2 составляет более 100 мм рт. cт. [3].