06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

45
PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA Doc.dr. Lejla Pojskić

description

06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

Transcript of 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

Page 1: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

PROIZVODNJA I

PREČIŠĆAVANJE

BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

Docdr Lejla Pojskić

BIOTEHNOLOŠKA PRODUKCIJA

Neophodnost ekonomičnosti procesa

Potreba za stalnim unapređenjem za kontrolu

kvaliteta procesa Proizvodnja do konačnog produkta

Purifikacija ciljanog produkta

Karakterizacija ciljanog produkta

BIOLOŠKI SISTEMI ZA EKSPRESIJU

Ćelije domaćina koji sadrže stabilno

inkorporiranu rDNA (gen od interesa)

Eukariotske (kvasci gljive biljne animalne i

sisarske) i prokariotske stanice (bakterije)

Izbor sistema prvenstveno zavisi od prirode i

izvora ciljanog proteina namjene i ekonomskih

troškova procesa Ne može bilo koja ćelija producirati bilo koji protein ndash

npr kada je protein stran ćeliji domaćinu translacija se

može postići no u procesu posttranslacijske modifikacije

mogu se desiti neke neželjene promjene u kvalitetu

proteina

Bakterije npr ne mogu producirati glikoproteine jer

nemaju kapacitet za ovu vrdtu PT modifikacije

KRITERIJI ZA IZBOR SISTTEMA ZA

EKSPRESIJU

Karakteristika

produkta

Prokariotski

domaćin

Eukariotski

kvasac

Eukariotski

sisar

Koncentracija Visoka Visoka Niska

Molekulska

masa

Niska Visoka Visoka

Disulfidni

mostovi

Ograničeno Neograničeno Neograničeno

Sekrecija Ne DaNe Da

Agregatno

stanje

Inkluzijska

tijela

Pojedinačno

nativna forma

Pojedinačno

nativna forma

Folding Pogrešan Precizan Precizan

Glikozilacija Ne Moguća Moguća

Retrovirus Ne Ne Moguće

Pirogen Moguće Ne Ne

BILJKE KAO SISTEMI ZA EKSPRESIJU

BIOTEHNOLOŠKIH LIJEKOVA

Iako je stabilna ekspresija humanog albumina

postignuta u ćelijskim kulturama krompira i

duhana ipak se još uvijek proučava

Nestabilnost biljnog genoma

Drugi biljni produkti (fenolna jedinjenja) mogu

uticati na strukturu ciljnog proteina

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 2: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOTEHNOLOŠKA PRODUKCIJA

Neophodnost ekonomičnosti procesa

Potreba za stalnim unapređenjem za kontrolu

kvaliteta procesa Proizvodnja do konačnog produkta

Purifikacija ciljanog produkta

Karakterizacija ciljanog produkta

BIOLOŠKI SISTEMI ZA EKSPRESIJU

Ćelije domaćina koji sadrže stabilno

inkorporiranu rDNA (gen od interesa)

Eukariotske (kvasci gljive biljne animalne i

sisarske) i prokariotske stanice (bakterije)

Izbor sistema prvenstveno zavisi od prirode i

izvora ciljanog proteina namjene i ekonomskih

troškova procesa Ne može bilo koja ćelija producirati bilo koji protein ndash

npr kada je protein stran ćeliji domaćinu translacija se

može postići no u procesu posttranslacijske modifikacije

mogu se desiti neke neželjene promjene u kvalitetu

proteina

Bakterije npr ne mogu producirati glikoproteine jer

nemaju kapacitet za ovu vrdtu PT modifikacije

KRITERIJI ZA IZBOR SISTTEMA ZA

EKSPRESIJU

Karakteristika

produkta

Prokariotski

domaćin

Eukariotski

kvasac

Eukariotski

sisar

Koncentracija Visoka Visoka Niska

Molekulska

masa

Niska Visoka Visoka

Disulfidni

mostovi

Ograničeno Neograničeno Neograničeno

Sekrecija Ne DaNe Da

Agregatno

stanje

Inkluzijska

tijela

Pojedinačno

nativna forma

Pojedinačno

nativna forma

Folding Pogrešan Precizan Precizan

Glikozilacija Ne Moguća Moguća

Retrovirus Ne Ne Moguće

Pirogen Moguće Ne Ne

BILJKE KAO SISTEMI ZA EKSPRESIJU

BIOTEHNOLOŠKIH LIJEKOVA

Iako je stabilna ekspresija humanog albumina

postignuta u ćelijskim kulturama krompira i

duhana ipak se još uvijek proučava

Nestabilnost biljnog genoma

Drugi biljni produkti (fenolna jedinjenja) mogu

uticati na strukturu ciljnog proteina

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 3: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOLOŠKI SISTEMI ZA EKSPRESIJU

Ćelije domaćina koji sadrže stabilno

inkorporiranu rDNA (gen od interesa)

Eukariotske (kvasci gljive biljne animalne i

sisarske) i prokariotske stanice (bakterije)

Izbor sistema prvenstveno zavisi od prirode i

izvora ciljanog proteina namjene i ekonomskih

troškova procesa Ne može bilo koja ćelija producirati bilo koji protein ndash

npr kada je protein stran ćeliji domaćinu translacija se

može postići no u procesu posttranslacijske modifikacije

mogu se desiti neke neželjene promjene u kvalitetu

proteina

Bakterije npr ne mogu producirati glikoproteine jer

nemaju kapacitet za ovu vrdtu PT modifikacije

KRITERIJI ZA IZBOR SISTTEMA ZA

EKSPRESIJU

Karakteristika

produkta

Prokariotski

domaćin

Eukariotski

kvasac

Eukariotski

sisar

Koncentracija Visoka Visoka Niska

Molekulska

masa

Niska Visoka Visoka

Disulfidni

mostovi

Ograničeno Neograničeno Neograničeno

Sekrecija Ne DaNe Da

Agregatno

stanje

Inkluzijska

tijela

Pojedinačno

nativna forma

Pojedinačno

nativna forma

Folding Pogrešan Precizan Precizan

Glikozilacija Ne Moguća Moguća

Retrovirus Ne Ne Moguće

Pirogen Moguće Ne Ne

BILJKE KAO SISTEMI ZA EKSPRESIJU

BIOTEHNOLOŠKIH LIJEKOVA

Iako je stabilna ekspresija humanog albumina

postignuta u ćelijskim kulturama krompira i

duhana ipak se još uvijek proučava

Nestabilnost biljnog genoma

Drugi biljni produkti (fenolna jedinjenja) mogu

uticati na strukturu ciljnog proteina

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 4: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

KRITERIJI ZA IZBOR SISTTEMA ZA

EKSPRESIJU

Karakteristika

produkta

Prokariotski

domaćin

Eukariotski

kvasac

Eukariotski

sisar

Koncentracija Visoka Visoka Niska

Molekulska

masa

Niska Visoka Visoka

Disulfidni

mostovi

Ograničeno Neograničeno Neograničeno

Sekrecija Ne DaNe Da

Agregatno

stanje

Inkluzijska

tijela

Pojedinačno

nativna forma

Pojedinačno

nativna forma

Folding Pogrešan Precizan Precizan

Glikozilacija Ne Moguća Moguća

Retrovirus Ne Ne Moguće

Pirogen Moguće Ne Ne

BILJKE KAO SISTEMI ZA EKSPRESIJU

BIOTEHNOLOŠKIH LIJEKOVA

Iako je stabilna ekspresija humanog albumina

postignuta u ćelijskim kulturama krompira i

duhana ipak se još uvijek proučava

Nestabilnost biljnog genoma

Drugi biljni produkti (fenolna jedinjenja) mogu

uticati na strukturu ciljnog proteina

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 5: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BILJKE KAO SISTEMI ZA EKSPRESIJU

BIOTEHNOLOŠKIH LIJEKOVA

Iako je stabilna ekspresija humanog albumina

postignuta u ćelijskim kulturama krompira i

duhana ipak se još uvijek proučava

Nestabilnost biljnog genoma

Drugi biljni produkti (fenolna jedinjenja) mogu

uticati na strukturu ciljnog proteina

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 6: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

ŽIVOTINJE KAO SISTEMI EKSPRESIJE

CILJNIH PROTEINA

Još se istražuje

Prednost je relativno veća sigurnost upotrebe u

liječenju ljudi

Ipak neželjeni efekti na organizam domaćina su

privremeno zaustavili korištenje enimalnih

sistema u svrhu produkcije humanih terapeutika

(npr eritropoetin u kravljem mlijeku)

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 7: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOREAKTORI ILI FERMENTERI (SISTEMI ZA

KULTIVACIJU)

Posude sa tečnom hranjivom podlogom (medijem) u kojima su ćelije suspendirane pričvršćene na mikrosferama imobilizirane u monosloju ili matricama u čvrstom stanju

Od izbora i tipa kulture zavisi izbor separacijskih i purifikacijskih procedura

Masovna produkcija biotehnološkog produkta odvija se u bioreaktorima u kojim se vrši neprestana homogenizacija kultura

Ovisno o tipu mješanja razlikuju se vrste bioreaktora sa mehaničkim miješanjem

sa zračnim miješanjem

sa mikronosačima i

membranski bioreaktori

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 8: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOTEHNOLOŠKI PROTOKOLI

Fermentacijski protokoli Lotovski (diskontinuirani)

Kontinuirani

Sterilni uslovi bez mikroorganizama

Mjere bezbjednosti su određene internacionalnim

standardima (WHO i sl)

Najčešće model-kulture za proizvodnju proteina

za ljudsku upotrebu su Ćelije ovarija kineskog hrčka ndash CHO

Ćelije bubrega infanta kineskog hrčka ndash BHK

Limfoblastoidne tumorske ćelije (za proizv interferona)

Ćelije melanoma ndash plazminogen aktivator

Ćellinije hibridoma ndash monoklonalna antitijela

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 9: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOREAKTOR SA

MEHANIČKIM

MIJEŠANJEM

Tip nutrijenta Sadržaj

Šećeri Glukoza laktoza

saharozamaltoza

dekstrini

Masti Masne kiseline

trigliceridi

Voda (sterilna) injekciona

Aminokiseline glutamin

Elektroliti K Ca Na fosfati

Vitamini C-vitamin B

kompleks folati

Serum (teleći

fetalni sintetski)

Albumin

transferin

Minerali u tragu FeMn Cu Co Zn

Hormoni Faktori rasta

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 10: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

PROBLEM KONTAMINACIJE U

BIOREAKTORIMA

Maksimalna čistoća produkta (gt=99) za humanu parenteralnu upotrebu (EMEA1999)

Postprodukcijska purifikacija ndash rezultira sa bioaktivnim proteinima sa definisanim osobinama za ljudsku upotrebu

Uklanjanje ldquosvihrdquo mogućih kontaminanata

Izvor Kontaminant

Iz domaćina Virusi proteini

varijante glikozilacije

N- i C- terminalne

varijante endotoksini

(iz Gram negativnih

bakterija)

Porijeklom od

produkta

Mutacije denturisani

protein konformacijski

izomeri dimeri i

agregati varijante

bisulfidnog uparivanja

deamidne varijante

fragmenti proteina

Porijeklom iz

procesa

Faktori rasta

purifikacijski reagensi

metali dijelovi kolona

za prečišćavanje

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 11: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

PURIFIKACIJA BIOTEHNOLOŠKOG

PRODUKTA

Razdvajanje

produkta od

biološkog sistema sa

svim pripadajućim

komponentama

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 12: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

POSTPRODUKCIJSKO PROCESIRANJE

BIOTEHNOLOŠKOG PRODUKTA (GLIKOZILIZIRANI

REKOMBINANTNI INTERFERON )

TEČNA ĆELIJSKA KULTURA

Tangencijalna filtracijacentrifugiranje

bull (uklanjanje ćelija ćelostataka virusa)

Ultrafiltracija

dijafiltracija

bull Koncentriranje tečne kulture bez ćelija

Hromatrografija anjonskom izmjenom

Uklanjanje proteina lipida DNK i virusa

Filtracija

Filtracija sa 40nm filterima

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija katjonskom izmjenom

Uklanjanjanje serumskih proteina i transferina

Adsorpcija

Virusna inaktivacija

Ultrafiltracija

Uklanjanje precipitata i virusnih ostataka

Hromatografija hidrofobnih interakcija

Uklanjanje proteinskih kontaminanata

Ultrafiltracija

Dijafiltracija

Koncentriranje i prilagođavanje fizičkih

svojstava

Hromatografija na permeabilnom gelu

Formulacija separacija od agregata

Filtracija

Sterilna filtracija produkta

Punjenje i označavanje etiketiranje

FINALNA FORMA PRODUKTA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 13: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOTEHNOLOGIJE

1 Bioprocesno inženjerstvo

2 Monoklonalna antitijela

3 Staničnaćelijska kultura

4 Tkivno inženjerstvo

5 Genetičko inženjerstvo

6 Bioinformatika

7 Mikročipovi

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 14: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

STANIČNE KULTURE

Predstavljaju nezamjenjivo sredstvo u

savremenim molekularno-biološkim

biotehničkim i biomedicinskim istraživanjima

kao biološki model tj

Biotehnologija najšire primijenjivana u

prehrambenoj i farmaceutskoj industriji

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 15: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

Predstavljaju uzgoj stanica različitih tipova i

porijekla u strogo kontroliranim uslovima

Sterilnosti

Temperature

Svjetlosti

Izvora hrane

Stimulatora i supresora rasta i

Drugih faktora

STANIČNE KULTURE

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 16: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

VRSTE KULTURA

Mikrobne kulture

Bakterije gljivice jednoćelijske i nitaste alge

Escherichia coli Bacillus subtilis

Saccharomyces cerevisiae Candida albicans Pichia

pastoris

Chlorella vulgaris Chlamydomonas dysosmos

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 17: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

VRSTE KULTURA

1 Uzgoj u tekućem mediju

hranjivi sastojci potrebni za bakterijski rast

minimalni medijmdash mineralne soli izvor ugljika i energije (glukoza)

potpuni (ldquobogatirdquo) medij mdash soli aminokiseline vitamini nukleotidni prekursori itd

mdash LB-medij (Luria-Bertani tripton kvaščev ekstrakt NaCl)

2 Uzgoj na tvrdoj podlozi

Tekući medij uz dodatak agara

Kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij)

Posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterizabilno

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 18: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

TIPOVI MEDIJA

Bogati (LB 2XTY TB

puferiran sa fosfatnim

puferom)

Ekstrakt kvasca

Tripton

NaCl

pufer

1048708 Fosfatni pufer

1048708 Izvor dušika (amonijev

klorid amonijev sulfat)

1048708 Izvor ugljika (glukoza ili

glicerol)

1048708 Metali u tragovima (Ca

Co Cu Fe Mn Mo Se and

Zn)

1048708 vitamini (biotin tiamin

folat riboflavinniacinamid

PABA

pantotenat i piridoksin)

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 19: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

KRIVULJA RASTA BAKTERIJSKE

POPULACIJE U KULTURI

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 20: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

ANALIZA RASTA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 21: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

MODEL EUKARIOTSKE KULTURE

Saccharomyces cerevisiae

bulljednostavan za uzgoj u laboratoriju

ndash

bullGeneracijsko vrijeme-vrijeme diobe

15-2 h na 30degC

bull haploidni i diploidni životni ciklus

bull diploidnost omogućava mutacije

esencijalnih gena koji bi bili letalni

u haploidnom soju

bull geni iz različitih sojeva mogu se

kombinovati ukrštanjem

bull može se uzgajati fermentacijom na

glukozi ili respiracijom na izvoru

ugljika kao što je glicerol ili etanol

što nije moguće kod viših eukariota

ndashidealan za studij mitohondrijskih

proteina potrebnih za stanično

disanje

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 22: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

ANIMALNE KULTURE

direktno od embrionalnih odraslih ili tumorskih stanica

monoslojevi (kontaktna inhibicija)

sa i bez sposobnosti dijeljenja

humani fibroblasti ndash zadržavaju sposobnost dijeljenja

originalni diploidni kariotip stupanj diferenciranosti

visoka replikabilnost in vivo stanja

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 23: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Izolacijom ili obogaćivanjem ćelija iz tkiva za potrebe istraživanja

Metode

-mehaničkim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-enzimskim ldquorazbijanjemrdquo tkiva

-separacijomcentrifugiranjem na osnovu gustoće (+ ili -)

-selektivnim prijanjanjem (plastika najlon i sl)

-separacija na osnovu karakteristika plazmamembrane (+ ili -)

(FACS MACS)

-selektivni rast ili selektivni toksicitet

Cilj ćelijske izolacije je omogućiti maksimalan broj vijabilnih čistih i

funkcionalnih ćelija za potrebe dalje kultivacije i manipulacije

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 24: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

KAKO SE DOBIJAJU PRIMARNE

KULTURE

Faktori uspješnosti izolacije primarnih kultura

1 Tip tkiva

2 Vrsta

3 Starost donora (i dužina post-mortem perioda)

4 Medij za disocijaciju

5 Enzimi za disocijaciju

6 Nečistoće enzima koji se koriste za disocijaciju

7 Koncentracije enzima koji se koriste za disocijaciju

8 Temperatura

9 Vrijeme inkubacije

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 25: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

STANIČNE LINIJE

Nastaju pasažiranjem ili transformacijom primarnih staničnih kultura

To podrazumijeva fiziološku adaptaciju induciranu nekom od hemikalija (34-benzpiren nitrozometil urea) ili virusima (Rous sarkoma virus)

Fiziološke promjene neograničena sposobnost dijeljenja (nema kontaktne inhibicije) brži rast fiziološka svojstva slična tumorskim stanicama ujednačenost fenotipa

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 26: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

TIPOVI STANIČNIH LINIJA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 27: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

1 adherirajuće kulture bull stanice rastu adherirane na podlogu bull primarne kulture normalne diploidne stanične linije tumorske stanične linije 2 stanične suspenzije bull hibridoma stanice HeLa tumorske stanične

linije bull male gustoća st ndash st na dnu posude bull visoka gustoća st ndash uz miješanje (areacija) ndash kontrolirani uvjeti rasta (temperatura medij

pCO2) ndash posuđe netoksično po mogućnosti prozirno i sterilizabilno ndash održavanje stalnog broja pasažiranjem

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 28: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Adherirajuće ćelije su

bullOvisne o podlozi i

obično rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu je

preduvjet za proliferaciju

bullKontaktna inhibicija-

prestaju se dijeliti u

konfluenciji

bullU konfluenciji neke

ćelije počinju odumirati

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 29: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

VRSTE STANIČNIH KULTURA

Suspenzije su

bullNisu ovisne o podlozi i

ne rastu u monosloju

bullVezanost za podlogu

nije preduvjet za

proliferaciju

bullHematopoetske ćelije

neke transformirane i

neke maligne tumorske

linije

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 30: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 31: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

STANDARDNI OSNOVNI MEDIJI

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 32: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

OSTALI MATERIJAL ZA UZGOJ

ANIMALNIH STANICA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 33: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

RAZLIKE U RASTU KULTURE

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 34: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

SUBKULTIVACIJA PRESAĐIVANJE

PASAŽIRANJE

Adherirajuće kulture ndash stanice prije unošenja u novi medij treba odvojiti od podloge

1048708 Tripsinizacija (serum inhibira tripsin)

1048708 Struganje (može oštetiti staničnu membranu)

1048708 Razdvajanje stanica koje se drže zajedno (raspuhivanje)

1048708 Kulture u suspenziji ndash prebacivanje manje količine stanica u svježi medij

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 35: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BROJANJE STANICA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 36: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

STERILIZACIJA

Suha sterilizacija 1048708 160degC 2 h ili 180degC 30 min 1048708 Stakleno posuđe Autoklaviranje 1048708 tlak 13-14 bar 120degC 15-20 min 1048708 Mediji za rast bakterija i kvasaca 1048708 stakleno posuđe laboratorijska plastika (nastavci za pipete Eppendorf epruvete) Zračenje 1048708 Neionizirajuće ndash UV- sterilizacija prostora 1048708 Ionizirajuće γ sterilizacija ndash plastičnih boca i Petrijevki za uzgoj staničnih kultura Filtracija 1048708 022 μm filteri 1048708 Mediji i otopine koje nisu stabilne pod visokim tlakom i

temperaturom

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 37: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Stem ćelije su pluripotentne ili multipotentne ćelije koje u toku embrionalnog razvića daju diferencirane ćelije organizma a u toku postnatalnog života učestvuju u održavanju adultnih tkiva u toku perioda odrastanja i starenja i u procesu regeneracije tkiva nakon oštećenja Stem ćelije mogu biti totipotentne pluripotentne i multipotentne Totipotentna stem ćelija (oplođena jajna ćelija) može da

se razvije u sve poznate ćelije osim ćelija trofoblasta

Pluripotentne stem ćelije su ćelije unutrašnje ćelijske mase blastociste ranog embriona

Multipotentne stemprogenitorne ćelije naseljavaju skoro sve organe adultnog organizma

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 38: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

MATIČNE (STEM) ĆELIJE Razlikuju se od diferenciranih somatskih ćelija

po

1 sposobnosti samoobnavljanja i neograničene diobe u toku embrionalnog i postnatalnog razvoja

2 sposobnosti diferencijacije u sve tipove ćelija u toku embrionalnog razvića (pluripotentnost) ili u više tipova ćelija (multipotentnost)

3 izrazita migtarornost

4 u slučaju transplantacije stem ćelija kod životinja kojima se vrši transplantacija duž alogenih i ksenogenih barijera dolazi do stvaranja otpornosti na reakciju odbacivanja kalupa tj indukuje se tkivna tolerancija

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 39: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

MATIČNE (STEM) ĆELIJE

Zbog mogućnosti izolovanja i umnožavanja u uslovima in vitro s jedne strane i pluripotentnosti s druge matične ćelije predstavljaju važan izvor ćelija i tkiva za praktičnu kliničku primjenu u tzv ldquoregenerativnoj medicinirdquo ili ldquotkivnom inženjerstvurdquo U ovom momentu svedoci smo velikog napretka u proučavanju stem ćelija a u neposrednoj budućnosti može se očekivati snažan napredak u njihovoj terapijskoj upotrebi naročito u upotrebi humanih embrionalnih stem ćelija

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 40: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOREAKTORI

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 41: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOREAKTORI

Osnovna pravila za konstrukciju bioreaktora ne smije postojati povezanost sterilnog i nesterilnog dijela u

sustavu na najmanju mogucu mjeru treba smanjiti spojeve s

prirubnicama (opasnost od kontaminacije) što je više moguce koristiti zavarene spojeve maksimalno moguce smanjiti ldquomrtve ugloveldquo i ldquodžepoveldquo dijelovi procesnih sustava moraju se moci odvojeno sterilizirati svaki spoj s reaktorom mora imati toplinsku barijeru (sterilna

zaštita) npr sustav dvostrukih ventila koristiti ventile i ostalu armaturu koja se lagano sterilizira

(npr membranski i kuglasti ventili) za vrijeme rada bioreaktora osigurati stalni pretlak sterlinog

zraka ili sterilnog inertnog plina ili osigurati hermeticko zatvaranje osigurati zaštitu radne okoline od izlaska radnog

mikroorganizma

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 42: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

BIOREAKTORI

koristiti pogodne meterijale (manji reaktori mogu biti od stakla) veci i

industrijski bioreaktori izraduju se od nerdajuceg celika osugurati dovoljnu pogonsku snagu za miješanje sadržaja u

reaktoru velicinu reaktora potrebno je procijeniti prema

a) ukupno projektiranom kapacitetu postrojenja b) riziku-gubitku zbog kontaminacije c) mogucnostima isporucitelja reaktora d) zakonskih opterecenja u prometu

godišnji kapacitet proizvodnje P= koncentracija proizvoda V = volumen tekuce faze u raktoru Tb =

vrijeme trajanja procesa i vrijeme potrebno za postavljanje procesa ( u danima) n= broj

reaktora E= efikasnost procesa gubici u vreemenu (dani) zbog mogucih poremecaja u

prostoru oo tlocrtni raspored bioreaktora provesti na nacin da se što više skrati

duljina cjevovoda

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 43: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

OSNOVNI TIPOVI BIOREAKTORA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK

Page 44: 06-PROIZVODNJA I PREČIŠĆAVANJE BIOTEHNOLOŠKIH MOLEKULA

TEHNOLOGIJA REKOMBINANTNE DNK