Efectos de las estrategias de alimentación en el rendimiento de cultivo y la calidad del producto en NISTCHO

Por qué importa alimentar a las células para los medicamentos modernos

Los anticuerpos monoclonales son fármacos clave para tratar el cáncer y las enfermedades autoinmunes, y la mayoría se produce en grandes tanques de células de hámster. Este estudio plantea una pregunta simple pero importante: ¿cómo cambia, al “alimentar” estas células con azúcar y nutrientes a lo largo del tiempo, tanto su crecimiento como los detalles finos de los anticuerpos que generan? Utilizando una línea celular comunitaria llamada NISTCHO, los investigadores muestran cómo ajustar cuándo y qué comen las células puede calibrar la producción del fármaco y los patrones sutiles de azúcar que afectan la seguridad y la actividad.

Haciendo fábricas de medicamentos en un frasco

El equipo trabajó con NISTCHO, una línea celular estandarizada de hámster que produce un anticuerpo modelo llamado cNISTmAb. Como muchos laboratorios pueden usar las mismas células, NISTCHO se está convirtiendo en un sistema de referencia para comparar métodos de producción. Aquí, los autores realizaron cultivos por lotes alimentados pequeños, donde las células crecen durante aproximadamente once días mientras se añaden nutrientes frescos según un calendario. Probaron siete planes de alimentación distintos que variaron en la cantidad de glucosa suministrada, la frecuencia de las adiciones de alimento y si se incorporó una mezcla adicional que contenía galactosa y manganeso, denominada Gal+.

Cómo la provisión de azúcar moldea el crecimiento y el rendimiento

La glucosa, la principal fuente de energía, resultó ser el factor más determinante del crecimiento celular y del rendimiento de anticuerpos. Cuando se suministró suficiente glucosa cada dos días, las células se mantuvieron saludables, alcanzaron altas densidades celulares y produjeron los títulos de anticuerpos más elevados. Cuando las adiciones de glucosa se redujeron a la mitad, los cultivos se quedaron sin combustible antes, el número de células cayó rápidamente y la producción de anticuerpos se estancó. Un plan alternativo que añadía cantidades menores de glucosa con mayor frecuencia limitó la acumulación de desechos pero también redujo la productividad, probablemente porque el nivel de azúcar pasó demasiado tiempo cerca del límite inferior que las células pueden utilizar eficientemente.

Ajuste fino de los azúcares en los anticuerpos

Los anticuerpos llevan pequeñas cadenas de azúcar que influyen en cuánto tiempo duran en el organismo y en la fuerza con que interactúan con el sistema inmunitario. Los investigadores midieron cuidadosamente estos azúcares y emplearon herramientas estadísticas habitualmente usadas en conjuntos de datos grandes. Encontraron que el tiempo en cultivo y la estrategia de alimentación moldearon ambos los patrones glucídicos. En todas las condiciones, las muestras tomadas más tarde mostraron más de ciertos azúcares que incluyen fucosa y menos variantes carentes de esta azúcar, cambios que pueden reducir algunas funciones inmunes. La adición de la mezcla Gal+ incrementó de forma consistente la galactosa en los azúcares de los anticuerpos, un cambio conocido por potenciar un tipo de actividad inmune, sin perjudicar el crecimiento celular.

Efectos ocultos de los picos de azúcar en reacciones secundarias

La glucosa en el medio también puede unirse directamente al anticuerpo en una reacción no enzimática llamada glicación, que puede modificar sutilmente sus propiedades y complicar el análisis. El estudio mostró que la frecuencia de alimentación y los niveles residuales de glucosa influían en la cantidad de glicación que ocurría durante la fase de crecimiento rápido. Las estrategias con adiciones diarias de glucosa tendieron a mostrar más anticuerpos glicados al principio, probablemente porque quedaba más azúcar libre en el medio alrededor de menos células. Sin embargo, al final del cultivo estas diferencias se redujeron, y la glicación global se mantuvo baja, alrededor del cinco por ciento, en todas las estrategias.

Qué implica esto para fabricar mejores medicamentos biológicos

En conjunto, los resultados muestran que con sólo cambiar cómo y cuándo se añaden los nutrientes se puede dirigir tanto la cantidad como la calidad de los anticuerpos producidos por las células NISTCHO. Un suministro alto pero controlado de glucosa sostiene una fuerte productividad, mientras que el suplemento Gal+ eleva de forma fiable la galactosa en los azúcares de los anticuerpos y ayuda a las células a sobrevivir en condiciones más escasas. Dado que NISTCHO es un sistema de referencia público, estos hallazgos ofrecen a los fabricantes de fármacos e investigadores una hoja de ruta compartida para ajustar las estrategias de alimentación y afinar los patrones glucídicos de los anticuerpos, manteniendo bajo control cambios indeseables como la fucosilación excesiva y la glicación.

Cita: Schäpertöns, V., Hofer, L., Berger, T. et al. Effects of feeding strategies on culture performance and product quality in NISTCHO. npj Syst Biol Appl 12, 67 (2026). https://doi.org/10.1038/s41540-026-00686-3

Palabras clave: producción de anticuerpos monoclonales, cultivo de células CHO, glicosilación, estrategia de alimentación en bioprocesos, NISTCHO