اثر فاكتور رشد مشابه انسولين (IGF-I) در آپوپتوز سلول هاي تخمدان هامستر چيني جهت توليد داروهاي زيستي

Effect of insulin–like growth factor-I on apoptosis in Chinese hamster ovary cells for biopharmaceutical production

سابقه و هدف: توانايي كاهش مرگ سلول ها ناشي از آپوپتوز و حفظ طولاني‌مدت بقا آنها در محيط‌هاي بدون سرم در كشت سلولي، موضوعات مهمي در توليد پروتيين‌هاي نوتركيب مي‌باشند. فاكتور رشد مشابه انسولين (I-IGF)، فاكتور رشد انتخابي جهت تكثير سلول هاي پستانداران در محيط‌هاي كشت بدون سرم است كه علاوه بر فعاليت ميتوژني، داراي فعاليت آنتي‌آپوپتوزي در برابر محرك‌هاي القا ‌كننده مرگ مي‌باشد. در اين مطالعه، اثر آنتي‌آپوپتوزي غلظت‌هاي متفاوت IGF-I طي زمان‌هاي‌ 24 و 48 ساعت بر روي رده سلول هاي تخمدان ها‌مستر K1 بررسي گرديد. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي، سلول ها در محيط كشت DMEM حاوي آنتي‌بيوتيك به همراه ده درصد سرم جنين گاوي كشت داده شدند. آپوپتوز در سلول ها توسط متوتروكسات القا گرديد، سرم حذف شد و در نهايت غلظت‌هاي50-10 نانوگرم/ميلي‌ليتر IGF-I اضافه گشت. فرايند آپو‌پتوز توسط كيت تشخيصي كاسپاز 3 و تكثير سلول ها با روش تعيين تكثير و بقا سلولي (MTT) مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: با افزايش غلظتIGF-I ، فعاليت كاسپاز 3 كاهش معني داري را نشان داد، به طوري كه در بالاترين غلظت IGF-I (50 نانوگرم/ ميلي‌ليتر) و با مقايسه با گروه كنترل منفي، پس از تيمار 24 و 48 ساعت به ترتيب 7/1 و 4/1 برابر كاهش فعاليت كاسپاز 3 مشاهده شد كه مويد فعاليت آنتي‌آپوپتوزي اين فاكتور جهت حفظ بقا سلول هاي كشت داده شده در برابر محرك‌هاي القايي آپوپتوز (متوتروكسات) مي‌باشد. نتيجه گيري: IGF-I به عنوان فاكتور آنتي‌آپوپتوزي، مرگ برنامه‌ريزي شده سلول‌هايCHO-K1 را در شرايط القايي آپوپتوزي كاهش داد.

Background: The ability to reducing death due to apoptosis and maintaining extensive levels on cell viability under serum free media in cell culture are important subjects in production of recombinant proteins. Insulin-like growth factor-I (IGF-I), is the growth factor of choice for mammalian cell proliferation in serum-free culture. In addition to its mitogenic activity, it has antiapoptotic activity protecting cultures from diverse death inducing stimuli. In this study, the effect of different concentrations of IGF-I examined on CHO–K1 (Chinese hamster ovary K1 cells) cell line for 24 and 48 hours. Materials and Methods: In this experimental study, the cell line was cultivated in DMEM supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS). Apoptosis process was induced in cells by methotrexate, serum was removed and then 10-50 ng/ml concentrations of IGF-I were added. Apoptosis was assessed by caspase 3 detection kit and cell proliferation and viability determined by MTT assay. Results: Caspase 3 activity decreased significantly by increasing concentrations of IGF-I. In the highest concentration of IGF-I (50 ng/ml), 1.7 and 1.4 equal decreases of caspase 3 activities, compared with negative control group, were noted after 24 and 48 hours, respectively. It confirmed antiapoptotic activity of growth factor to maintain viability and protect cultures from apoptotic inducing stimuli (methotrexate). Conclusion: IGF-I, as antiapoptotic factor, decreased programmed death of CHO-K1 cells in apoptotic induced conditions