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Monoclonal antibodies are a biopharmaceuticals class of growing interest. Their production is widely studied to obtain higher yields and to reduce costs. This thesis describes the development of a complete continuous process, from the production of recombinant antibodies by mammalian cells until their purification. The objective is to connect cell culture in perfusion mode to a semi-continuous chromatographic purification. The development of the process was done in a bioreactor with a Chinese hamster ovary cell line (CHO-DP12) transformed to produce an anti-interleukin-8 antibody used as a cell model. After adaptation, the cells were cultured in batch mode in order to study the behavior of the cell line in controlled environment. Then, a 2L culture perfusion process with cell recycling was set up. The main challenge is to maintain a steady state with constant cell concentration and to determine the optimal cell-specific perfusion rate (CSPR). Several methods were tested and compared for the determination of this optimal CSPR. The perfusion process was maintained for 24 days at cell concentrations of 10, 20 and 40 million cells per mililiters. The antibody produced by different culture methods was compared (batch, fed-batch and perfusion). The N-glycosylations, the charge variants as well as the thermo-stability of the antibody were studied. The results show that the produced antibody have similar characteristics whatever the chosen production mode. For purification process, we performed a preliminary study to characterize the behavior of the supernatant on the chromatographic affinity resin MabSelect Sure LX. A semi-continuous process was simulated through BioSC® Predict software and then tested and optimized on the BioSC® chromatograph. It includes antibody purification but also cleaning and sanitizing steps. A first production/purification coupling test was successfully carried out for 32 h. It provides antibodies at a purity level similar to that of the conventional chromatography. Productivity was increased by 23% (in grams of purified antibody per liter of resin per day) and the volume of buffer used was reduced by 25%. In addition, production/purification coupling prevented storage of large volumes of supernatant (7,2L of supernatant per production day in perfusion mode). Finally, a cost-of-production study, at research scale, was carried out to determine, depending on the productivity of the clone and the antibodies amount, the difference of costs between batch or perfusion production according to different CSPRs., Les anticorps monoclonaux sont une classe de bio médicaments en plein essor. Leur production est largement étudiée afin d’obtenir des rendements de plus en plus élevés et de réduire les coûts. Cette thèse décrit le développement d’un procédé complet en continu, de la production d’anticorps recombinants par des cellules mammifères jusqu’à leur purification. L’objectif est de coupler la culture cellulaire en mode perfusion à la purification par chromatographie semi-continue. Le développement du procédé se fait en bioréacteur avec une lignée de cellules d’ovaires de hamster chinois (CHO-DP12) transformée pour produire un anticorps anti-Interleukine 8 utilisée, comme modèle. Après adaptation, les cellules ont été cultivées en mode batch afin de connaitre le comportement de la lignée en environnement contrôlé. Ensuite, un procédé de perfusion de 2L de culture avec recyclage cellulaire a été mis en place. Le principal enjeu est de maintenir un état stationnaire avec une concentration cellulaire constante et déterminer le débit optimal d’alimentation spécifique par cellule (CSPR). Plusieurs méthodes ont été testées et comparées pour la détermination de ce CSPR optimal. Le procédé de culture en perfusion a ensuite été maintenu pendant 24 jours à des concentrations cellulaires de 10, 20 et 40 millions de cellules par mililitres. Les anticorps produit par différents modes de culture ont été caractérisés (batch, fed-batch et perfusion). Les N-glycosylations, les variants de charge ainsi que la thermo-stabilité des anticorps ont été étudiés. Les résultats montrent que les anticorps produits présentent des caractéristiques similaires quel que soit le mode de production.Pour la purification, une étude préliminaire a permis de caractériser le comportement du filtrat sur la résine chromatographique d’affinité MabSelect Sure LX en chromatographie classique. Un procédé semi-continu a été simulé grâce au logiciel BioSC® Predict puis testé et optimisé sur le chromatographe BioSC®. Il comprend la purification de l’anticorps mais aussi les étapes de nettoyages et de sanitisation. Un premier essai de couplage production/purification a pu être réalisé avec succès pendant 32h et a permis d’obtenir un niveau de pureté similaire à la chromatographie classique. La productivité a été augmentée de 23% (en grammes d’anticorps purifié par litre de résine et par jour) et le volume de tampon utilisé a été réduit de 25%. De plus, le couplage production/purification a permis de s’affranchir du stockage de volumes importants de filtrat (7,2L de filtrat par jour de production en perfusion). Enfin, une étude de coût de production, à l’échelle « laboratoire », a été réalisée afin de déterminer, en fonction de la productivité du clone et de la quantité d’anticorps à produire, la différence de rentabilité entre une production en batch ou en perfusion à différents CSPR.

Les approches thérapeutiques à base d’anticorps monoclonaux font partie des avenues les plus encourageantes pour le traitement de nombreux cancers. Les cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) demeurent la plateforme d’expression d’anticorps la plus couramment utilisée dans l’industrie et est actuellement la plus efficace pour la production à grande échelle. Ces cellules sont capables de produire des anticorps présentant un patron de glycosylation très proche du profil humain et d’atteindre des niveaux de production généralement plus élevés que ceux obtenus avec les autres lignées cellulaires continues existantes. Ces dernières années, les progrès accomplis dans le développement de procédés en cuvée alimentée (fed-batch) ont permis d’augmenter significativement les rendements de production. Néanmoins, les performances des procédés de culture demeurent limitées par les caractéristiques métaboliques des cellules utilisées. Celles-ci présentent en effet une glycolyse et une glutaminolyse dérégulées associées à une forte production de métabolites toxiques tels que le lactate et les ions ammonium. Seule une fraction minime du pyruvate issu de la métabolisation du glucose est incorporée dans le cycle des acides tricarboxyliques (ATC), ce qui explique en partie le métabolisme peu efficace des cellules CHO. Une des enzymes responsables de la connexion entre la glycolyse et le cycle des ATC est la pyruvate carboxylase qui catalyse la conversion du pyruvate en oxaloacétate. Dans les cellules CHO, seulement 5 à 10 % du pyruvate est métabolisé par cette enzyme. Ce projet de recherche s’appuie sur l’hypothèse selon laquelle contrer la déficience de l’activité de la pyruvate carboxylase dans les cellules CHO pourrait pallier en partie au phénomène de dérégulation de la glycolyse, ce qui permettrait d’améliorer la productivité d’anticorps des cellules tout en maintenant une glycosylation adéquate du produit final. Au cours de ces travaux, une lignée cellulaire exprimant de façon stable l’enzyme pyruvate carboxylase de levure, au niveau cytosolique (PYC2) a été générée. Cultivées en mode cuvée alimentée, ces cellules ont montré une croissance et une production d’anticorps améliorées par rapport à la lignée parentale non modifiée. L’analyse des flux métaboliques par marquage isotopique a permis de caractériser en détail le métabolisme de ces cellules. Des différences majeures dans la distribution des flux métaboliques intracellulaires notamment au niveau des flux associés à la lactate déshydrogénase et au cycle de Krebs ont été mises en évidence. L’analyse de la glycosylation a révélé pour sa part, que l’augmentation de la production d’anticorps associée à la modification du métabolisme n’avait pas altéré significativement la qualité du produit final. De façon générale, ce projet de recherche semble corroborer l’existence d’un lien entre la productivité d’anticorps et le métabolisme cellulaire. La caractérisation du métabolisme des cellules CHO et plus précisément du métabolisme du lactate participe à améliorer notre compréhension du métabolisme des cellules CHO et pourrait permettre une amélioration plus rationnelle des fonctions cellulaires d’une part, et des conditions de culture d’autre part., Antibody-based therapy is a promising approach for cancer treatment. Chinese hamster ovary (CHO) cells represents the most common and efficient antibody expression platform for large scale production. Their abilities to perform human-like glycosylation and produce high antibody titer make them the most suitable system compared to other continuous cell lines. In the past few years, advances in fed-batch process development led to significantly increase production yields. Nevertheless, the metabolic features of continuous cell lines constitute a hurdle to the improvement of process performances. Continuous cell lines typically exhibit a deregulated glycolysis and glutaminolysis causing the accumulation of toxic metabolites such as lactate and ammonia. Thus, only a small percentage of pyruvate, derived from glucose, is incorporated into the tricarboxylic acids (TCA) cycle explaining at least, in part the inefficient CHO cell metabolism. The mitochondrial pyruvate carboxylase, which catalyzes the conversion of pyruvate into oxaloacetate, is one of the key enzymes at the junction of the glycolysis and the TCA cycle. In CHO cells, only 5-10 % of the pyruvate pool is metabolized via this pathway. In this project, we hypothesized that counteracting the pyruvate carboxylase deficiency in CHO cells could alleviate in part, the deregulated glycolysis and consequently improve antibody production yield while maintaining satisfactory antibody glycosylation. In this work, a recombinant CHO cell line producing an antibody was further genetically modified with the insertion of a cytoplasmic yeast pyruvate carboxylase (PYC2) gene. Cultivated in fed-batch mode, PYC2 cells exhibited enhanced cell growth and antibody production yield compared to the parental cell line. Metabolic flux analysis using isotopic tracer led to a detailed characterisation of both cell line metabolism. The metabolic flux distribution obtained highlighted major differences in lactate and TCA fluxes. Comparative glycosylation analysis revealed that the metabolism alteration associated with the increase in antibody production did not significantly alter the product quality. This work seems to corroborate the presumed existence of a link between metabolism and antibody productivity. The cell metabolism characterization and more precisely, lactate production contribute to gain knowledge in CHO cell metabolism and led to rationally improve cellular functions and culture conditions.

Biased agonism at G protein-coupled receptors constitutes a promising area of research for the identification of new therapeutic molecules. In this study we identified two novel biased ligands for the chemokine receptors CCR2 and CCR5 and characterized their functional properties. We showed that J113863 and its enantiomer UCB35625, initially identified as high affinity antagonists for CCR1 and CCR3, also bind with low affinity to the closely related receptors CCR2 and CCR5. Binding of J113863 and UCB35625 to CCR2 or CCR5 resulted in the full or partial activation of the three Gi proteins and the two Go isoforms. Unlike chemokines, the compounds did not activate G12. Binding of J113863 to CCR2 or CCR5 also induced the recruitment of -arrestin 2, whereas UCB35625 did not. UCB35625 induced the chemotaxis of L1.2 cells expressing CCR2 or CCR5. In contrast, J113863 induced the migration of L1.2-CCR2 cells but antagonized the chemokine-induced migration of L1.2- CCR5 cells. We also showed that replacing the phenylalanine 3.33 in CCR5 TM3 by the corresponding histidine of CCR2 converts J113863 from an antagonist for cell migration and a partial agonist in other assays to a full agonist in all assays. Further analyses indicated that F3.33H substitution strongly increased the activation of G proteins and β-arrestin 2 by J113863. These results highlight the biased nature of the J113863 and UCB35625 that act either as antagonist, partial agonist, or full agonist according to the receptor, the enantiomer, and the signaling pathway investigated., SCOPUS: ar.j, info:eu-repo/semantics/published

La possibilité de programmer une cellule dans le but de produire une protéine d’intérêt est apparue au début des années 1970 avec l’essor du génie génétique. Environ dix années plus tard, l’insuline issue de la plateforme de production microbienne Escherichia coli, fut la première protéine recombinante (r-protéine) humaine commercialisée. Les défis associés à la production de r-protéines plus complexes et glycosylées ont amené l’industrie biopharmaceutique à développer des systèmes d’expression en cellules de mammifères. Ces derniers permettent d’obtenir des protéines humaines correctement repliées et de ce fait, biologiquement actives. Afin de transférer le gène d’intérêt dans les cellules de mammifères, le polyéthylènimine (PEI) est certainement un des vecteurs synthétiques le plus utilisé en raison de son efficacité, mais aussi sa simplicité d’élaboration, son faible coût et sa stabilité en solution qui facilite son utilisation. Il est donc largement employé dans le contexte de la production de r-protéines à grande échelle et fait l’objet d’intenses recherches dans le domaine de la thérapie génique non virale. Le PEI est capable de condenser efficacement l’ADN plasmidique (vecteur d’expression contenant le gène d’intérêt) pour former des complexes de petites tailles appelés polyplexes. Ces derniers doivent contourner plusieurs étapes limitantes afin de délivrer le gène d’intérêt au noyau de la cellule hôte. Dans les conditions optimales du transfert de gène par le PEI, les polyplexes arborent une charge positive nette interagissant de manière électrostatique avec les protéoglycanes à héparane sulfate (HSPG) qui décorent la surface cellulaire. On observe deux familles d’HSPG exprimés en abondance à la surface des cellules de mammifères : les syndécanes (4 membres, SDC1-4) et les glypicanes (6 membres, GPC1-6). Si l’implication des HSPG dans l’attachement cellulaire des polyplexes est aujourd’hui largement acceptée, leur rôle individuel vis-à-vis de cet attachement et des étapes subséquentes du transfert de gène reste à confirmer. Après avoir optimisées les conditions de transfection des cellules de mammifères CHO et HEK293 dans le but de produire des r-protéines secrétées, nous avons entrepris des cinétiques de capture, d’internalisation des polyplexes et aussi d’expression du transgène afin de mieux comprendre le processus de transfert de gène. Nous avons pu observer des différences au niveau de ces paramètres de transfection dépendamment du système d’expression et des caractéristiques structurelles du PEI utilisé. Ces résultats présentés sous forme d’articles scientifiques constituent une base solide de l’enchaînement dans le temps des évènements essentiels à une transfection efficace des cellules CHO et HEK293 par le PEI. Chaque type cellulaire possède un profil d’expression des HSPG qui lui est propre, ces derniers étant plus ou moins permissifs au transfert de gène. En effet, une étude menée dans notre laboratoire montre que les SDC1 et SDC2 ont des rôles opposés vis-à-vis du transfert de gène. Alors que tous deux sont capables de lier les polyplexes, l’expression de SDC1 permet leur internalisation contrairement à l’expression de SDC2 qui l’inhibe. De plus, lorsque le SDC1 est exprimé à la surface des cellules HEK293, l’efficacité de transfection est augmentée de douze pourcents. En utilisant la capacité de SDC1 à induire l’internalisation des polyplexes, nous avons étudié le trafic intracellulaire des complexes SDC1 / polyplexes dans les cellules HEK293. De plus, nos observations suggèrent une nouvelle voie par laquelle les polyplexes pourraient atteindre efficacement le noyau cellulaire. Dans le contexte du transfert de gène, les HSPG sont essentiellement étudiés dans leur globalité. S’il est vrai que le rôle des syndécanes dans ce contexte est le sujet de quelques études, celui des glypicanes est inexploré. Grâce à une série de traitements chimiques et enzymatiques visant une approche « perte de fonction », l’importance de la sulfatation comme modification post-traductionnelle, l’effet des chaînes d’héparanes sulfates mais aussi des glypicanes sur l’attachement, l’internalisation des polyplexes, et l’expression du transgène ont été étudiés dans les cellules CHO et HEK293. L’ensemble de nos observations indique clairement que le rôle des HSPG dans le transfert de gène devrait être investigué individuellement plutôt que collectivement. En effet, le rôle spécifique de chaque membre des HSPG sur la capture des polyplexes et leur permissivité à l’expression génique demeure encore inconnu. En exprimant de manière transitoire chaque membre des syndécanes et glypicanes à la surface des cellules CHO, nous avons déterminé leur effet inhibiteur ou activateur sur la capture des polyplexes sans pouvoir conclure quant à l’effet de cette surexpression sur l’efficacité de transfection. Par contre, lorsqu’ils sont présents dans le milieu de culture, le domaine extracellulaire des HSPG réduit l’efficacité de transfection des cellules CHO sans induire la dissociation des polyplexes. Curieusement, lorsque chaque HSPG est exprimé de manière stable dans les cellules CHO, seulement une légère modulation de l’expression du transgène a pu être observée. Ces travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes d'action du vecteur polycationique polyéthylènimine et à préciser le rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293., With the aim to express a protein of interest, the transfer of exogenous genetic material into host cells was established in early 70s with the development of genetic engineering. Approximately ten years later, insulin was the first human recombinant protein (r-protein) produced at large scale in Escherichia coli and commercialized. Challenges associated with the production of more complex and glycosylated r-proteins brought the pharmaceutical industry to develop mammalian expression platforms. Thus, the expressed r-proteins are correctly folded and biologically actives. As a means to transfer genetic materials of interest into mammalian cells, the synthetic vector polyethylenimine (PEI) is probably the most popular due to its efficacy, ease of use, cost-effectiveness and stability in solution. Consequently, PEI is largely employed for the production of r-proteins by large scale and extensively studied in the context of non-viral gene therapy. PEI is capable to efficiently condense plasmid DNA (expression vector containing the gene of interest) to form small nanoparticles termed polyplexes. The latter must circumvent several steps to deliver the gene of interest to the cell nucleus. When formed at the optimum conditions, polyplexes exhibit a net positive charge which can interact electrostatically with negatively charged heparan sulfate proteoglycans (HSPG) located at the cell surface. There are two major families of HSPG that are largely expressed at the surface of mammalian cells: the syndecans (4 members, SDC1-4) and the glypicans (6 members, GPC1-6). Although it is generally accepted that HSPG are involved in the binding of polyplexes, their individual role toward polyplex binding and the subsequent phases of gene transfer need to be confirmed. Following optimization of the mammalian CHO and HEK293 cells transfection conditions, we undertook an in-depth study of polyplexes uptake, internalization kinetics, as well as transgene expression kinetics with the aim to better understand the mechanisms underlying gene transfer. We observed several contrasting differences between the two cell lines and the type of PEI used. Our results presented as a scientific article, establish strong basis of the gene transfer process over-time. Every cell type possesses its own expression profile of HSPG which can display individual potency toward gene transfer. Indeed, a preliminary study conducted in our laboratory showed that SDC1 and SDC2 have distinct features with regard to gene transfer. While both are capable to bind polyplexes at the cell surface, the expression of SDC1 enhances polyplexes internalization whereas the expression of SDC2 drastically inhibits it. Furthermore, when SDC1 is expressed at the surface of HEK293 cells, the transfection efficiency is increased by twelve percent compared to control cells. By using the ability of SDC1 to mediate efficient internalization of polyplexes, we have studied the intracellular traffic of SDC1 / polyplexes complexes. Our conclusions lead to new insights concerning the path by which polyplexes can mediate efficient transfection. In the context of gene transfer, HSPG have been essentially studied in their entirety. Although the role of syndecans is the subject of some studies, that of glypicans is unexplored. Thanks to a series of chemical and enzymatic treatments leading to « loss of functions », the importance of sulfation as post-translational modification, the effect of HS chains and of glypicans on the attachment, internalization of polyplexes as well as transgene expression were investigated in CHO and HEK293 cells. Taken together, our observations indicate clearly that the role of HSPG should be investigated individually instead of collectively. Consequently, the individual potency of each HSPG member regarding gene transfer remains to be defined. We demonstrated that, in fact, the transient expression of some HSPG in CHO cells have a beneficial effect on polyplexes uptake while others have a negative effect. Unfortunately, this method did not allow concluding about their effect on transfection efficacy. However, when present in the culture medium, the extracellular domain of HSPG decreases transfection efficacy of CHO cells without inducing polyplexes dissociation. Strangely, when each HSPG is stably expressed in CHO cells, only subtle modulations of the gene expression level were observed. This study contributed to a better understanding of the mechanisms underlying PEI mediated gene transfer in CHO and HEK293 cells and clarify the role of HSPG in gene transfer.

Les produits biologiques représentent une avenue thérapeutique très prometteuse pour diverses maladies actuellement sans traitement, dont le cancer. La demande pour ces produits est donc très forte et des bioprocédés industriels efficaces et fiables doivent être mis en place pour y répondre. Le système inductible au cumate (CR5) développé par le groupe de Bernard Massie permet d’exprimer des protéines d’intérêt de façon finement régulable et à haut niveau dans les cellules CHO. Un travail d’optimisation est toutefois nécessaire afin de maximiser l’expression tout en améliorant l’étanchéité du système. Dans cette optique, diverses constructions du promoteur comportant des configurations différentes d’espacement entre ses constituants, des transactivateurs comportant des domaines d’activation différents, et une séquence opératrice synthétique ont été testées pour évaluer leur capacité à améliorer le rendement et l’étanchéité du CR5. Ainsi, un protomoteur comportant trois séquences opératrices avec six paires de bases entre chacune de ces dernières s’est montré plus efficace en termes de rendement et d’étanchéité que la configuration actuelle du CR5. De plus, une nouvelle configuration du CR5 où le transactivateur est régulé par le système inductible à la coumermycine a été étudiée et a montré une régulation très fine. Le travail d’optimisation effectué dans ce projet s’applique seulement dans le but d’optimiser un procédé dans des conditions spécifiques. Son application à d’autres lignées cellulaires et d’autres promoteurs reste à démontrer., Biologics are a very promising therapeutic avenue for the treatment of incurable diseases such as cancer. The market’s demand for these products is very high, so reliable and efficient industrial bioprocesses must be set up in order to answer it. The cumate gene switch (CR5) developed by Bernard Massie’s group allows high and fine-tuned expression of proteins of interest in CHO cells. Optimisation of this system is however a necessary work to maximise the expression and improve the leakiness of the system. For this purpose, promoters with different spacing configurations, transactivators with different activation domains, and a synthetic operator sequence have been assayed to evaluate their ability to drive high protein expression while improving the leakiness of the CR5 system. Thus, a promoter containing three operator sequences with a six base pairs spacing between them has been found to be the most efficient configuration in terms of yield and leakiness in comparison to the current CR5 configuration. Also, a new configuration of the CR5 where the transactivator is regulated by the coumermycin gene regulation system has been studied, showing very tight regulation ability. This optimisation work can only be applied to our specific experimental conditions and its application to other cell lines and promoters needs to be demonstrated.

The aim of genotoxicity tests in germ cells is to assess the impact of exposure to environmental mutagens that may represent a risk for the fertility or for the offspring of exposed subject. The comet assay on mature mouse oocytes is a simple, reproductive and rapid test to study primary DNA damage in oocytes. This test is used to complete toxicology assays applied in first line to somatic cells, and could find many applications in reproductive toxicology to study impact of environmental factors on female germ cells. We describe a practical application of comet assay in reproductive biology to assess the genotoxicity of cryoprotectants used at high concentrations in oocyte vitrification protocols. This test allowed us to demonstrate that dimethylsulfoxide and ethylene glycol are non-genotoxic for the mouse oocytes and led us to hypothesize a genotoxic effect of 1,2-propanediol (PrOH) at high concentrations after having observed induction of significant DNA damage on CHO cell line and on mouse oocytes.

In this study, we characterized the effect of culture conditions on the quantity and the quality of a recombinant protein, IFN-g, produced by CHO cells. In particular, we studied the effect of 3 components (iron citrate, pluronic F-68 and ethanolamine) that are present in the BDM medium, but completely lacking in RPMI serum medium (FCS-RPMI) on CHO cell growth, as well as the production and quality of recombinant IFN-g.The addition of Pluronic F-68 (0.1%) and iron citrate (500 µM) in RPMI without serum resulted in growth kinetic performances similar to those observed in FCS-RPMI. Furthermore, in these culture conditions, IFN- ? production was improved. Addition of iron citrate in FCS-RPMI improved cell growth, as well as IFN-g production. Whereas the glycosylation pattern of recombinant IFN-g produced by CHO cells was not constant when the culture was performed in FCS-RPMI, the glycosylation pattern of IFN-g remained constant when iron citrate was added in the medium. In addition, gelatinase and caseinase enzymatic activities in CHO batch cultures were detected, due most likely to enzymes of the metalloproteases and serine protease families. Despite the type of medium used (RPMI, BDM with or without serum), addition of iron citrate minimized IFN-g proteolysis. Finally, the relationship between the macroglycosylation pattern of IFN-g and its in-vitro biological (immunomodulatory) activity was demonstrated., Au cours de cette étude, nous avons approfondi nos connaissances concernant l'effet des conditions de culture sur la quantité et la qualité d'une protéine recombinante produite par des cellules CHO. En particulier, nous avons étudié l'influence de 3 composés (citrate de fer, pluronic F-68 et éthanolamine) présents dans le milieu BDM mais absent du milieu RPMI avec sérum (FCS-RPMI) sur la croissance des cellules CHO, la production de l'interféron-gamma humain recombinant (IFN-g) ainsi que sa qualité. L'ajout de pluronic F-68 (0,1%) et de citrate de fer (500 µM) dans le milieu RPMI sans sérum a permis d'obtenir une croissance cellulaire comparable à celle obtenue avec le milieu FCS-RPMI. Par ailleurs, dans ces conditions de culture, la production de l'IFN-g est également augmentée. L'ajout de citrate de fer dans le milieu FCS-RPMI permet non seulement d?améliorer la croissance des cellules CHO mais également la production de l?IFN-?. Avec le milieu FCS-RPMI, la macrohétérogénéité de la glycosylation de l?IFN-? change au cours du procédé discontinu, cette dernière est maintenue constante uniquement lorsque du citrate de fer est ajouté à ce même milieu de culture. En outre, des activités gélatinase et caséinase appartenant aux familles des métalloprotéases et des protéases à sérine ont été mises en évidence au cours des cultures de cellules CHO. Quel que soit le milieu utilisé (RPMI, BDM avec ou sans sérum), l'ajout de citrate de fer permet de maîtriser et d'éviter la protéolyse de l'IFN-g. Enfin, la relation entre le degré de glycosylation macroscopique de l-IFN-g et son activité biologique (immunomodulatrice) in-vitro a été établie.

In this study, we characterized the effect of culture conditions on the quantity and the quality of a recombinant protein, IFN-g, produced by CHO cells. In particular, we studied the effect of 3 components (iron citrate, pluronic F-68 and ethanolamine) that are present in the BDM medium, but completely lacking in RPMI serum medium (FCS-RPMI) on CHO cell growth, as well as the production and quality of recombinant IFN-g.The addition of Pluronic F-68 (0.1%) and iron citrate (500 µM) in RPMI without serum resulted in growth kinetic performances similar to those observed in FCS-RPMI. Furthermore, in these culture conditions, IFN- ? production was improved. Addition of iron citrate in FCS-RPMI improved cell growth, as well as IFN-g production. Whereas the glycosylation pattern of recombinant IFN-g produced by CHO cells was not constant when the culture was performed in FCS-RPMI, the glycosylation pattern of IFN-g remained constant when iron citrate was added in the medium. In addition, gelatinase and caseinase enzymatic activities in CHO batch cultures were detected, due most likely to enzymes of the metalloproteases and serine protease families. Despite the type of medium used (RPMI, BDM with or without serum), addition of iron citrate minimized IFN-g proteolysis. Finally, the relationship between the macroglycosylation pattern of IFN-g and its in-vitro biological (immunomodulatory) activity was demonstrated., Au cours de cette étude, nous avons approfondi nos connaissances concernant l'effet des conditions de culture sur la quantité et la qualité d'une protéine recombinante produite par des cellules CHO. En particulier, nous avons étudié l'influence de 3 composés (citrate de fer, pluronic F-68 et éthanolamine) présents dans le milieu BDM mais absent du milieu RPMI avec sérum (FCS-RPMI) sur la croissance des cellules CHO, la production de l'interféron-gamma humain recombinant (IFN-g) ainsi que sa qualité. L'ajout de pluronic F-68 (0,1%) et de citrate de fer (500 µM) dans le milieu RPMI sans sérum a permis d'obtenir une croissance cellulaire comparable à celle obtenue avec le milieu FCS-RPMI. Par ailleurs, dans ces conditions de culture, la production de l'IFN-g est également augmentée. L'ajout de citrate de fer dans le milieu FCS-RPMI permet non seulement d?améliorer la croissance des cellules CHO mais également la production de l?IFN-?. Avec le milieu FCS-RPMI, la macrohétérogénéité de la glycosylation de l?IFN-? change au cours du procédé discontinu, cette dernière est maintenue constante uniquement lorsque du citrate de fer est ajouté à ce même milieu de culture. En outre, des activités gélatinase et caséinase appartenant aux familles des métalloprotéases et des protéases à sérine ont été mises en évidence au cours des cultures de cellules CHO. Quel que soit le milieu utilisé (RPMI, BDM avec ou sans sérum), l'ajout de citrate de fer permet de maîtriser et d'éviter la protéolyse de l'IFN-g. Enfin, la relation entre le degré de glycosylation macroscopique de l-IFN-g et son activité biologique (immunomodulatrice) in-vitro a été établie.

Cell-derived microparticles (MP) are membrane microvesicles, 0.1-1 microm in size, shed by cells following activation or during apoptosis in a variety of pathological conditions. MPs released by blood cells or by vascular endothelial cells display molecular signatures that allow their identification and functional characterization. In addition, they provide tissue factor (TF) and a procoagulant phospholipid surface. Therefore, at present, the most strongly established applied research on MPs is their procoagulant activity as a determinant of thrombotic risk in various clinical conditions. Previous studies have indicated that MPs derived from malignant cells express matrix metalloproteinases, urokinase and its receptor (uPA/uPAR) that, in the presence of plasminogen, may act in concert to degrade extracellular matrix proteins. Recently, it was shown that MPs from TNFa-stimulated endothelial cells served as a surface for interaction with plasminogen and its conversion into plasmin by the uPA/uPAR system expressed at their surface. This capacity of MPs to promote plasmin generation confers them a new profibrinolytic and proteolytic function that may be of relevance in fibrinolysis, cell migration, angiogenesis, dissemination of malignant cells, cell detachment and apoptosis.

Trojan peptides or cell-penetrating peptides (CPP) are natural or designed peptides identified as cellular membrane-crossing molecules, in particular through their potency to vehiculate various kinds of compounds to the cytoplasm and nucleus of living cells. The indirect methods used so far to detect these peptides in cells led to controversial hypotheses on the mechanism of their cell entry. Therefore, we have developed a MALDI-TOF mass spectrometry-based quantification method to track these peptides inside cells. This new method is presented in this review.

Some complications of Plasmodium falciparum infection such as cerebral malaria and pregnancy-associated malaria may be partially due to cytoadherence of erythrocytes infected by mature parasites on microvascular endothelial cells or placental syncytiotrophoblasts. Recently a new cytoadherence receptor, chondroitin-4-sulphate (CSA), was identified first on endothelial cells in primates and then on CHO cells and purified receptors. Further study has implicated CSA in cytoadherence of infected red blood cells to syncytiotrophoblasts in human placenta and Saimiri sciureus monkeys. In solution the minimal size for full inhibitory effect is approximately 9 kDa. Injection of CSA in Plasmodium falciparum-infected Saimiri monkeys resulted in specific release of sequestered erythrocytes infected by mature parasites. An added interest of these findings is that CSA, a glycosaminoglycan, is already in clinical use for treatment of degenerative joint disease. Current data on the parasite ligand for CSA indicates that it is not co-expressed with other cytoadherence ligands and that its binding activity decreases as the parasite matures from the 20th to 40th hour of the cycle. Since one or more var genes encoding the CSA ligand have been identified, it is likely that peptides will be obtained quickly and used either for direct inhibition of cytoadherence on CSA or for development of an anti-sequestration vaccine.

The poly (ADP-ribose) polymerase is an ubiquitous nuclear protein capable of binding specifically to DNA strand breaks. It synthesizes ADP-ribose polymers proportionally to DNA breaks. The actual method of reference to determine DNA double strand breaks is pulsed-field gel electrophoresis, but this requires many cells. It thus appeared of interest to use poly (ADP-ribos)ylation to follow and estimate gamma-ray-induced DNA fragmentation at the level of isolated cells after gamma-irradiation in chinese hamster ovary cells (CHO-K1). The results obtained by the immunolabelling technique of ADP-ribose polymers were compared to those obtained by pulsed-field gel electrophoresis. They show that poly (ADP-ribos)ylation reflects the occurrence of radiation-induced DNA strand breaks. A clear relationship exists between the amount of ADP-ribose polymers detected and DNA double strand breaks after gamma-irradiation.

The beta 3 adrenergic receptor stimulates lipolysis and colonic relaxation in the rat, and, suggestively, in man. Several human forms generated by different mRNA splicings can occur: the A form of 396 amino acids and the B and C forms extended by 12 and 6 amino acids respectively, in the C-terminus region. In order to characterize these different forms as expressed in CHO cells, we studied adenylyl cyclase stimulation by the beta 3 agonists, SR58611A and BRL37344 and its inhibition by the beta 3 antagonist SR59230.This antagonist totally inhibited SR58611-adenylyl cyclase stimulation with the following hierarchy of potency: C formBA. In rat, a unique form is expressed which is close to the human B form. This form was the less sensitive to beta 1 and beta 2 antagonists.These findings constitute a molecular pharmacological basis for the design of beta 3 agonists of therapeutic value.