Suspension culture of anchorage-dependent cells in serum-free medium with biodegradable polymer nanospheres

Suspension culture in serum-free medium is important for the efficient large-scale culture of anchorage-dependent cells that are utilized to produce therapeutic recombinant protein(e.g., insulin, antibody, vaccine) and virus vector for therapeutic gene transfer. We developed a novel method for the suspension culture of anchorage-dependent animal cells in serum-free medium using biodegradable polymer nanospheres in this study. Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) polymer nanospheres (433nm in average diameter) were used to the culture of human embryonic kidney 293 cells in serum-free medium in stirred suspension bioreactors. The use of PLGA nanospheres promoted the aggregate formation and cell growth (3.8-fold versus 1.8-fold growth), compared to culture without nanospheres. Adaptation of the anchorage-dependent cells to suspension culture or serum-free medium is time-consuming and costly. In contrast, the culture method developed in our study does not require the adaptation process. This method may be useful for the large-scale suspension culture of various types of anchorage-dependent animal cells in serum-free medium.

본 연구에서는 생분해성 고분자 나노입자를 이용하여 부착성 세포의 세포군집 (cell aggregates) 형성을 촉진시켜 무혈청 배지에서 3차원적 부유 배양하는 방법을 개발했다. 생분해성 고분자 나노입자의 사용은 무혈청 배지 부유배양에서 부착성 동물세포인 HEK 293 세포의 세포군집 형성과 세포증식(나노입자를 사용하지 않은 대조군과 비교하여 2배 이상)을 촉진하였다. 일반적으로 무혈청배지 부유배양에 세포를 적응(adaptation)시키는 데에는 시간이 오래 걸리고 많은 비용이 드는데, 이 연구에서 개발된 방법은 이러한 세포적응 공정이 필요없다. 이 배양법은 여러 부착성 동물세포의 산업적 대량배양에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.