1. ターゲット製品 ターゲット製品のタイプによって、媒体の最適化戦略が決まります。
細胞数を迅速に生成するには、細胞増殖速度と細胞生存率が重要です。したがって、細胞培養培地は最大の細胞増殖をサポートし、細胞密度が増加しても細胞生存率を維持する必要があります。ウイルス産生には、高い細胞密度が必要なだけでなく、感染後のウイルス複製をサポートするために十分な栄養素が培地（たとえば、Lenti-X 293T 細胞用の DMEM 高グルコース培地）に維持されなければなりません。組換えタンパク質の生産には、高い細胞密度が必要です。ただし、細胞成長のための栄養素は、タンパク質生成のための栄養素と競合する可能性があります。したがって、所望の生産性レベルを満たすために特定の培地が維持できる最大細胞密度を慎重に決定することが非常に重要です。さらに、最適化プロセス中の培地への変更が製品の品質に影響を与えないことが非常に重要です。
2. 使用する細胞株 細胞株が異なれば、代謝の違いにより栄養要件も異なり、培地の最適化方法が決まります。
バイオテクノロジー業界で最も一般的に使用される細胞株には、CHO 細胞、BHK{{0}} 細胞、ハイブリドーマ細胞、骨髄腫細胞、正常な二倍体線維芽細胞などがあります。一部の細胞株には、コレステロールを必要とする NS0 骨髄腫細胞など、特定の栄養要件があります。正常な二倍体線維芽細胞は、表面に付着して拡張するために付着因子を必要とします。それらはより低い密度で成長するため、高濃度の栄養素を必要としません。ハイブリドーマ細胞株は多くの場合、グルタミンに大きく依存しています。通常、細胞密度がピークに達した後に安定期間がなくなり、その後生存率が急速に低下します。したがって、培地を最適化することで生存率を維持し、モノクローナル抗体の産生を増加させることができます。
3. 生産プロセス プロセスフローモードは、細胞培養培地の選択だけでなく、最適化方法にも影響します。使用されるさまざまなプロセス フローには次のものがあります。
1. バッチ培養では、単一の培地を使用して細胞の増殖と生産を維持します。したがって、培地は栄養素が豊富である必要がありますが、細胞の生理学的制限内に留まっている必要があります。
2. 流加培養 細胞培養プロセスでは、プロセスのさまざまな段階に応じてさまざまな種類の培地が使用されます。増殖培地は、接種時の細胞密度が低い場合は栄養素濃度が低くなるように設計する必要がありますが、培養拡大および生産初期段階では高い細胞増殖速度を維持する必要があります。培養が生産段階に入ると、高濃度の飼料が添加されます。
3. 灌流培養 灌流プロセスでは、廃液や代謝産物を除去しながら細胞に新鮮な栄養素を継続的に供給することで、培養時間を延長します。対照的に、バッチ培養および流加培養プロセスにはこの利点がありません。灌流技術の主な利点には、コンパクトなプロセス設計、柔軟性、生産性の向上、収量の向上、製品品質の一貫性が含まれますが、スケールアップの難しさやコストの上昇という問題もあります。