IL FUTURO DELLE COLTURE CELLULARI: LA NUOVA GENERAZIONE DEI TERRENI PANBIOTECH PROTEIN- E SERUM-FREE

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IL FUTURO DELLE COLTURE CELLULARI: LA NUOVA GENERAZIONE DEI TERRENI PANBIOTECH PROTEIN- E SERUM-FREE
IL FUTURO DELLE COLTURE CELLULARI: LA NUOVA GENERAZIONE
        DEI TERRENI PANBIOTECH PROTEIN- E SERUM-FREE

La coltivazione di cellule o tessuti è una pratica comune in molti settori delle biotecnologie e della medicina.
Oggi la biologia cellulare ha un ruolo chiave nelle biotecnologie che sono in fase di industrializzazione: molte
invenzioni nell’ambito di settori delle Life Sciences – ricerca, diagnostico, terapeutico – dipendono dalle
colture cellulari nelle quali cellule vive in un ambiente appropriato, aiutano a identificare e produrre sostanze
attive (anticorpi, vaccini, fattori di crescita), studiare patogeni e virus o aiutare la ricerca genetica.
L’importanza delle colture cellulari aumenta rapidamente con il diffondersi di farmaci prodotti geneticamente
e nuove terapie, come la terapia genica e l’ingegneria tissutale.

Per coltivare le cellule al di fuori dell’organismo originario sono necessari diversi terreni e additivi. Per imitare
il più possibile l’ambiente fisiologico spesso è aggiunto al mezzo di coltura del siero animale
(per esempio siero fetale bovino, FCS). Tuttavia il siero animale ha notevoli svantaggi e problemi correlati.
Tutti gli specialisti di colture cellulari sono oggi consapevoli di una cosa: la disponibilità dei terreni contenenti
siero fetale bovino (FBS, FCS) diviene sempre più difficile. A tale problema contribuiscono non solo la
disponibilità sempre più ristretta di FCS, ma anche problemi di qualità, variabilità da lotto a lotto e quindi
mancanza di riproducibilità (la composizione del siero non è costante e varia in base all’età, all’origine e
all’alimentazione dell’animale e in base al periodo dell’anno), inevitabilmente di crescita dei prezzi e
presenza di contaminanti rischiosi per le colture cellulari (agenti infettivi, tossine, stimolanti non desiderati,
ecc=) Inoltre le restrizioni riguardo l’importazione e l’utilizzazione di FCS divengono più forti ogni anno in
tutto il mondo e non limitatamente a singoli paesi o regioni.

I problemi legati all’utilizzazione dei terreni contenenti siero hanno quindi dato un notevole impulso allo
sviluppo di terreni serum-free I terreni protein- e serum-free Panbiotech sono terreni a composizione ben
definita (sia dal punto qualitativo sia da quello quantitativo) ottimizzati per diversi tipi di linee cellulari e
garantiscono prestazioni di elevata qualità e riproducibilità a prezzi estremamente competitivi. Rispetto ai
terreni contenenti siero inoltre hanno bassi rischi di contaminazione da batteri, virus, funghi o altri patogeni,
non richiedono verifiche di controllo dei diversi lotti e consentono di ottenere risultati più convincenti e
comparabili. L’uso di componenti di origine non animale inoltre consentono di rispondere ai requisiti
legislativi richiesti da molte industrie o laboratori.

Panbiotech GmbH è un’azienda biotecnologica innovativa e ben consolidata da 15 anni. I laboratori di
ricerca e sviluppo e di produzione Panbiotech siti in Germania hanno sviluppato una nuova generazione di
terreni protein- e serum-free per una maggiore sicurezza ed efficienza delle colture cellulari.

Il metodo tradizionale di sviluppo di un terreno consiste nel coltivare le cellule in fiasche in incubatori ad
atmosfera di CO2 controllata. Variando manualmente la composizione del terreno i ricercatori cercano di
identificare la giusta composizione secondo un principio di “tentativi ed errori”.
Questi metodi tradizionali richiedono un notevole impegno (di tempo, di risorse economiche, di
manodopera). Le cellule dall’incubatore devono essere portate al microscopio con problemi di
maneggiamento (raffreddamento, shock, modifiche nella fase gassosa, ecc=) e documentazione manuale.
Inoltre in questi casi può essere effettuata solo un’analisi statica. Ciò significa che l’osservazione e la
documentazione può essere realizzata solo in determinati momenti. Che cosa è accaduto nel frattempo alla
coltura cellulare spesso rimane oscuro. A volte è molto difficile o addirittura impossibile ottenere il momento
giusto per osservare eventi cruciali.

Sulla base di queste considerazioni il dipartimento di ricerca e sviluppo Panbiotech ha ideato un innovativo
sistema di colture cellulari completamente automatizzato chiamato PANsys 3000 il quale, tra le tante
applicazioni è utilizzato per sviluppare terreni di coltura in modo rapido e sofisticato.

     Sede Operativa e Amministrativa: V.le della Cooperazione, 38/40 – 45100 Borsea (RO) – Italia
                                   Tel. 0425474522 – Fax 0425474918
                 e-mail: biosupport@elettrofor.it; info@elettrofor.it - web: www.elettrofor.it

                                                                             Protein-_and_serum-free_media_rev01-11_ita
IL FUTURO DELLE COLTURE CELLULARI: LA NUOVA GENERAZIONE DEI TERRENI PANBIOTECH PROTEIN- E SERUM-FREE
Questo sistema possiede numerosi vantaggi tra i quali:
   - Automatizzazione completa e quindi riduzione degli interventi manuali (il sistema consente di
       coltivare cellule diverse e testare diverse formulazioni di terreno nello stesso momento in condizioni
       controllate)
   - Presenza di sei camere separate (multi-chamber unit) con assemblaggio individuale e controllo di
       tutti i parametri cellulari
   - Presenza di un sistema di supporto chiuso e interamente controllato
   - Controllo completo e documentazione continua di tutti i parametri cellulari (CO2, O2, pH, terreno,
       nutrienti, temperatura, sostanze attive, ) e analisi microscopica della morfologia e della crescita
       cellulare
   - Life Cell Imaging: monitoraggio microscopico continuo di alta qualità di ciascuna camera con
       registrazione completa delle immagini, analisi e documentazione. Cambiamenti morfologici e
       cinetiche di crescita possono essere rilevati e valutati immediatamente.
   - Sviluppo di terreni di coltura secondo un processo altamente riproducibile e in tempi accettabili
       rispetto ai sistemi tradizionali
   - Conservazione, recupero e documentazione di tutti i dati rilevanti della coltura cellulare.
   - Il sistema è stato utilizzato per coltivare in modo efficace una notevole varietà di cellule

Per informazioni sul PANsys3000 consultare il sito www.pan-systech.de

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                                  Tel. 0425474522 – Fax 0425474918
                e-mail: biosupport@elettrofor.it; info@elettrofor.it - web: www.elettrofor.it

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IL FUTURO DELLE COLTURE CELLULARI: LA NUOVA GENERAZIONE DEI TERRENI PANBIOTECH PROTEIN- E SERUM-FREE
La nuova generazione di prodotti protein- e serum-free Panbiotech è stata sviluppata grazie alla
combinazione della elevata esperienza dello staff di ricerca Panbiotech con l’utilizzo della tecnologia
innovativa costituita dal sistema automatizzato per colture cellulari PANSys 3000.
Con questo sistema è possibile coltivare diversi campioni contemporaneamente in condizioni identiche e
interamente controllate. Aggiungendo componenti individuali (per esempio modificandone la concentrazione)
un effetto positivo (incremento della crescita) o negativo (inibizione della crescita) può essere
immediatamente misurato, registrato e recuperato eventualmente in un secondo momento.
In questo modo è possibile aggiustare la concentrazione ottimale di ogni singolo componente e controllare
completamente i singoli lotti garantendone una notevole omogeneità.

Data la tecnologia unica e moderna di sviluppo dei terreni protein- e serum-free Panbiotech, in molti casi non
è necessaria una fase di adattamento delle cellule al sistema serum-free. Con cellule più critiche (es: colture
primarie) le cellule possono essere adattate lentamente alle condizioni serum-.free seguendo opportuni
protocolli forniti da un supporto tecnico altamente qualificato.

I terreni protein- e serum-free Panbiotech sono terreni a composizione ben definita ottimizzati per diversi tipi
di linee cellulari e garantiscono prestazioni di elevata qualità e riproducibilità.

Di seguito sono indicati tutti i prodotti disponibili in catalogo.

SERUM-FREE MEDIA

     Terreno                      Codici                                            Applicazioni

PANSERIN 401        100ml P04-710401M                   Multi-purpose medium. Coltivazione di un’ampia gamma di cellule
                    500ml P04-710401                    aderenti e non aderenti (ibridomi, linfociti, macrofagi, fibroblasti,
                                                        melanociti, HEK, HeLa, CHO). Basato su Iscove’s MEM. Non
                                                        contiene fattori di crescita e di adesione.

PANSERIN 411        100ml P04-710411M                   Multi-purpose medium. Coltivazione di un’ampia gamma di cellule
                    500ml P04-710411                    aderenti e non aderenti che sono insulina dipendenti (es: CHO).
                                                        Basato su Iscove’s MEM. Non contiene fattori di crescita e di
                                                        adesione.

PANSERIN 411S       500ml P04-7411S1                    Terreno per la coltivazione di cellule mioloidi e linfoidi per
                    1L    P04-71411S                    esecuzione di saggi citologici e loro analisi. Basato su RPMI 1640.
                                                        Contiene elementi in tracce, albumina, colesterolo, vitamine, ormoni, e
                                                        speciali fattori di crescita

PANSERIN 412        100ml P04-710412M                   Multi-purpose medium. Coltivazione di un’ampia gamma di cellule
                    500ml P04-710412                    aderenti . Basato su Iscove’s MEM. Non contiene fattori di crescita.
                                                        Contiene fattori di adesione speciali che facilitano la coltivazione di
                                                        cellule che aderiscono a fatica.

PANSERIN 413        500ml P04-710413 (basic + suppl)    Coltivazione di linfociti (da sangue intero). Basato su Iscove’s MEM.
                                                        Fornito con un mix di fattori di crescita da aggiungere prima dell’uso

PANSERIN 416        500ml P04-710416                    Il terreno base, supplementato con un mix di fattori di crescita, è
                                                        indicato per la produzione e la coltivazione di cellule dendritiche da
                                                        cellule mononucleate di sangue periferico (PBMC). Basato su una
                                                        miscela di RPMI 1640/DMEM/F-12.

PANSERIN 416 kit    100ml P04-0416M                     Terreno basale che supplementato con un mix fattori di crescita
                                                        consente la produzione di cellule dendritiche. Basato su RPMI
                                                        1640/DMEM/F-12.

     Sede Operativa e Amministrativa: V.le della Cooperazione, 38/40 – 45100 Borsea (RO) – Italia
                                   Tel. 0425474522 – Fax 0425474918
                 e-mail: biosupport@elettrofor.it; info@elettrofor.it - web: www.elettrofor.it

                                                                                 Protein-_and_serum-free_media_rev01-11_ita
PANSERIN 604      100ml P04-710604M             Terreno altamente arricchito per la coltivazione in aderenza di
                  500ml P04-710604              cellule CHO transfettate e non transfettate. Basato su Glasgow
                                                medium. Contiene fattori di adesione.

PANSERIN 604ST    500ml P04-604ST               Terreno per la coltivazione in sospensione di cellule CHO
                                                transfettate e non transfettate. No ingredienti di origine animale o
                                                umana. Ideale per la produzione di proteine ricombinanti.

PANSERIN 604SPF   500ml P04-604SPF              Terreno per la coltivazione in sospensione di cellule CHO
                                                transfettate e non transfettate. Non contiene proteine e ingredienti di
                                                origine animale o umana. Ideale per la produzione di proteine
                                                ricombinanti e farmaci.

PANSERIN 701      100ml P04-710701M             Coltivazione di linfociti da sangue intero. Basato su Iscove’s MEM.
                  500ml P04-710701              Contiene fitoemoagglutinina (PHA).

PANSERIN 801      500ml P04-710801              Coltivazione di cheratinociti umani. Previene la crescita di
                                                fibroblasti. Basato su MCDB-153 medium. Fornito con supplementi da
                                                aggiungere prima dell’uso: EGF, insulina, idrocortisone, etano lamina,
                                                fosfoetanolamina, estratto di ghiandola pituitaria (BPE).

PANSERIN 293A     100ml P04-710608M             Coltivazione in aderenza di cellule HEK-293. Basato su DMEM.
                  500ml P04-710608              Contiene fattori di crescita. Ideale per l’espressione di proteine
                                                ricombinanti e la proliferazione di adenovirus.

PANSERIN 293S     100ml P04-710609M             Coltivazione in sospensione di cellule HEK-293. Basato su
                  500ml P04-710609              DMEM/F-12. Non contiene proteine e ingredienti di origine animale o
                                                umana.      Ideale per l’espressione di proteine ricombinanti e la
                                                proliferazione di adenovirus.

ENDOPAN 300SL     500ml P04-0065K               Coltivazione di cellule HUVEC e cellule endoteliali (, HUVEC,
                                                HUAEC, ecc=)

PANSERIN PX10     500ml P04-710PX10             Coltivazione di cellule di mieloma e ibridomi per la produzione di
                                                anticorpi monoclonali. Basato su RPMI 1640/DMEM/F-12. Non
                                                contiene ormoni di crescita.

PANSERIN PX40     500ml P04-710PX40             Coltivazione di un’ampia gamma di cellule (HEK, L929, CHO,
                                                MDCK, MDBK, 3T3A). Basato su RPMI 1640/DMEM/F-12. Contiene
                                                fattori di adesione, ma non ormoni di crescita.

    Sede Operativa e Amministrativa: V.le della Cooperazione, 38/40 – 45100 Borsea (RO) – Italia
                                  Tel. 0425474522 – Fax 0425474918
                e-mail: biosupport@elettrofor.it; info@elettrofor.it - web: www.elettrofor.it

                                                                         Protein-_and_serum-free_media_rev01-11_ita
SERUM-FREE MEDIA PER CELLULE STAMINALI

PowerStem HE1       P04-7711K          Proliferazione di ES-cells umane e iPS-cells umane senza differenziazione
                    P04-77110K

Power Stem HE2      P04-7712K          Proliferazione di ES-cells umane e iPS-cells umane senza differenziazione
                    P04-77120K

Power Stem ESPro1   P04-7701K          Proliferazione di ES-cells murine senza differenziazione, indicato per la
                    P04-77010K         produzione di topi Knockout.

Power Stem ESPro2   P04-7702K          Proliferazione di ES-cells murine senza differenziazione, nonché cellule
                    P04-77020K         staminali tumorali

Power Stem EST      P04-77210K         Per studi tossicologici e saggi di screening con farmaci su cellule staminali
                    P04-77250K         embrionali (Embrionic Stem Cell Test)

Power Stem MSC      P04-77310K         Proliferazione di cellule staminali mesenchimali umane (huMSC) senza
                    P04-77350K         differenziazione

Power Stem HPSC     P04-77410K         Proliferazione di cellule staminali umane ematopoietiche HPSC
                    P04-77450K

Power Stem PEC      P04-77750K         Proliferazione di cellule progenitrici angiogeniche (EPC, ECFC, PEC)

PROTEIN-FREE MEDIA

Terreno             Codici                    Applicazioni

PANSERIN H4000      100ml P04-714000M         Coltivazione di cellule di mieloma ed ibridomi in sospensione per la
                    500ml P04-714000          produzione di anticorpi monoclonali. Non contiene proteine e componenti
                                              di origine animale o umana. Ideale per spinner coltures, roller bottles e tissue
                                              culture bioreactors.

PANSERIN C6000      100ml P04-716000M         Coltivazione di cellule CHO e dei derivati ricombinanti in colture in
                    500ml P04-716000          sospensione per la produzione di proteine ricombinanti a scopo
                                              terapeutico e diagnostico. Non contiene proteine e componenti di origine
                                              animale o umana. Ideale per spinner coltures, roller bottles e tissue culture
                                              bioreactors.

PANSERIN H8000      100ml P04-718000M         Coltivazione di cellule di mieloma colesterolo-dipendenti e ibridomi in
                    500ml P04-718000          sospensione per la produzione di anticorpi monoclonali. Non contiene
                                              proteine e componenti di origine animale o umana. Ideale per spinner
                                              coltures, roller bottles e tissue culture bioreactors.

SPODOPAN            100ml P04-850100          Coltivazione di cellule di insetto Sf9 e Sf21 (Spodoptera frugiperda) in
                    500ml P04-850500          sospensione per la produzione di proteine ricombinanti. Non contiene
                                              proteine e componenti di origine animale o umana.

    Sede Operativa e Amministrativa: V.le della Cooperazione, 38/40 – 45100 Borsea (RO) – Italia
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SERUM SUBSTITUTES

Prodotto              Codici                  Applicazioni

PANEXIN NTA           500ml P04-95750         Sostituto del siero chimicamente definito per la coltivazione di cellule
                      100ml P04-95700         aderenti con nova tecnologia 3D-SRS (3-dimensional substance release
                      50ml P04-95070          system) che consente il rilascio controllato ed efficiente dei nutrienti e di
                                              sostanze stimolanti la crescita.

PANEXIN NTS           500ml P04-95850         Sostituto del siero chimicamente definito per la coltivazione di cellule in
                      100ml P04-95800         sospensione con nova tecnologia 3D-SRS (3-dimensional substance
                      50ml P04-95080          release system) che consente il rilascio controllato ed efficiente dei nutrienti
                                              e di sostanze stimolanti la crescita.

PANEXIN BMM           10ml P04-951SA2M        Sostituto del siero chimicamente definito per la coltivazione di
                      100ml P04-951SA2        macrofagi di midollo osseo di topo (BMM). Non contiene fattori di crescita
                                              o lisati e idrolisati non definiti

Glossario

Terreni Serumfree = possono essere utilizzati senza aggiunta di siero. In alcune composizioni possono
essere contenuti componenti definiti purificati o sottofrazioni del siero (albumina, transferrina, insulina) o
idrolisati proteici o estratti ghiandolari (BPE, BBE)
Terreni Proteinfree = consentono la crescita cellulare senza l’aggiunta di componenti proteici. Contengono
elevate concentrazioni di aminoacidi o idrolisati di erbe.
Terreni chimicamente definiti = terreni completamente privi di componenti animali o umani. Tutti i
componenti hanno una struttura e una composizione chimicamente nota e definita. Il terreno ha
caratteristiche costanti e stabili con vantaggi di qualità, riproducibilità e riduzione della variabilità inter
sperimentale.

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Diagramma decisionale 1

Diagramma decisionale 2

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Bibliografia

    •    Chase L.G., Development of serum-free culture systems for human embryonic stem cells, Current
         Opinion in Chemical Biology 11, 367-72 (2007).
    •    Even M.S., et al., Serum-free hybridoma culture: ethical, scientific and safety considerations, Trends
         in Biotechnology 24, 105-8 (2006).
    •    Grachev V.P., et al., Use of continuous human and animal cell lines for the production of viral
         vaccines, Zh Mikrobiology, Epidemiology, Immunobiology 1, 82-90 (2008).
    •    Morrow K.J., Advances in antibody manufacturing using mammalian cells, Biotechnology Annual
         Review 13, 95-113 (2007).
    •    Sato J.D., et al., Media for culture of mammalian cells, Current Protocols in Cell Biology, Chapter 1,
         (2001).
    •    Wurm F., Production of recombinant protein therapeutics in cultivated mammalian cells, Nature
         Biotechnology, 1393-1398 (2004).

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