MEXi Mammalia Expressionssystem

Besonderes Augenmerk sollte auch auf die Wahl des geeigneten Expressionswirts für das gewünschte Protein gelegt werden, um sicherzustellen, dass ein biologisch funktionsfähiges Zielprotein gebildet wird. Während E. coli aufgrund der einfachen Handhabung und Kompatibilität mit einer großen Anzahl von Targets die bekanntesten Wirtszellen sind, werden eukaryotische Zelllinien wie Hefen, Insektenzellen oder Säugetierzellen benötigt, um komplexe Proteine mit korrekter Faltung und posttranslationalen Modifikationen zu erhalten. Säugetierzellen sind zum beliebtesten Wirt für die rekombinante Proteinexpression geworden, insbesondere für Antikörper, therapeutische Proteine oder biopharmazeutische Produkte. HEK-Zellen (Human Embryonic Kidney 293) werden häufig in der Arzneimittelentwicklung und in Laboratorien verwendet, da sie ein einfach in Kultur zu halten sind, eine hohe Transfektionseffizienz haben und sich für eine Vielzahl von Transfektionsmethoden eignen.

IBAs MEXi-293E Zellen sind von der 293er Zelllinie abgeleitete humane embryonale Nierenzellen (HEK), die für die Expression rekombinanter Proteine in Säugetierzellen optimiert und speziell für ein effizientes Wachstum in den entsprechenden Zellkulturmedien MEXi TM (Transfektionsmedium) und MEXi CM (Kulturmedium) angepasst sind.

Um einen einfachen Zugang zu den verschiedenen Expressionswirten zu ermöglichen, bieten wir eine Vielzahl von Plasmiden an, die auf die verschiedenen Wirte abzielen, darunter E. coli und Säugetierzellen, aber auch Hefe- und Insektenzellen (Baculovirus-Vektoren).

Acceptor vectors

Im nächsten Schritt muss der zuvor erstellte Expressionsvektor, der das betreffende Gen trägt, in den gewählten Expressionswirt übertragen werden, um sich dort zu vermehren und das Zielprotein zu produzieren. Dies kann durch verschiedene Methoden geschehen, von denen Transformation und Transfektion die am häufigsten angewandten sind. Bei der Transformation wird der rekombinante Vektor aus einem Reaktionsgemisch oder einer Vektorlösung in einen prokaryontischen Expressionswirt, wie z. B. E. coli-Zellen, eingebracht. Es handelt sich dabei um eine natürlich vorkommende direkte Aufnahme von DNA-Fragmenten, die durch verschiedene physikalisch-chemische Stimuli (Hitzeschock, Kalziumbehandlung oder Elektroporation) in der Laborumgebung ausgelöst wird. Sobald das Gen auf dem Plasmid in der Zelle angekommen ist, kann es durch eine geeignete Induktionsmethode einfach exprimiert werden. Im Gegensatz dazu ist die Transfektion eine komplexere Technik, um das rekombinante DNA-Konstrukt in eukaryontische Zellen, genauer gesagt in deren Zellkern, einzubringen. Bei dieser Methode müssen transiente Poren in der Zellmembran geöffnet werden (virale Verpackung mit Kalziumphosphat-Behandlung, Elektroporation, kationische Polyamide oder Lipid-Shuttling), um die Aufnahme des genetischen Konstrukts in das Zytosol und anschließend den Transport in den Zellkern durch die vom Vektor bereitgestellten Signalsequenzen zu induzieren. Durch einen wiederholten Prozess der sorgfältigen Selektion und Amplifikation werden stabile Klone hergestellt, die die fremde Information in ihr Genom integriert haben.

Trotz des Vorteils, dass alle Nachkommen dieser Zellen das betreffende Gen enthalten und an der Produktion des Zielmoleküls beteiligt sind, ist die stabile Transfektion ein mühsamer Prozess, der vor allem für die Produktion rekombinanter Proteine in großem Maßstab empfohlen wird. Um dagegen schnell Forschungsmengen des Targets zu erhalten, ist die transiente Expression die Methode der Wahl. Diese Technik führt zu einer schnellen und kurzfristigen Produktion des rekombinanten Proteins über mehrere Tage nach der DNA-Transfektion. Das MEXi-Expressionssystem für Säugetiere von IBA setzt diesen transienten Ansatz um und ermöglicht die einfache und effiziente episomale Replikation und Expression des entsprechenden Gens ohne vorherige Integration, indem es das EBNA1-Protein in Kombination mit oriP-tragenden Plasmiden verwendet. Darüber hinaus nutzt das System eine auf Polyethylenimin basierende Transfektion, die eine erschwingliche und schnelle Methode darstellt, die selbst für schwer zu transfizierende Zelllinien geeignet ist, während gleichzeitig zytotoxische Effekte wie bei lipidbasierten Techniken oder eine komplizierte virale Verpackung vermieden werden.