Production, purification et caractérisation d’une gonadotropine chorionique équine recombinante à usage vétérinaire

Production, purification and characterization of recombinant equine chorionic gonadotropin for veterinary use

• Auteur / Autrice : Agathe Jonckeau
• Direction : Charlotte Cabanne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance le 15/12/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Gisèle Clofent-Sanchez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Kapel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martine Cerutti, Véronique Gayrard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hormone de croissance

Cellules CHO

Gonadotrophine équine

Cultures cellulaires

Mots clés libres

Gonadotropine chorionique équine recombinante

Procédé de culture de cellules CHO

Chromatographie multimodale

Activité biologique

Recombinant equine chorionic gonadotropin

CHO cell culture process

Mixed-mode chromatography

Biological activity

Résumé

Des hormones gonadotropiques sont utilisées pour la maîtrise de la reproduction dans le domaine vétérinaire. Ces hormones sont actuellement extraites de tissus ou de fluides animaux. L’entreprise CEVA Santé Animale a récemment fait le choix stratégique de produire ces hormones par voie recombinante. L’objectif de cette étude était d’obtenir une gonadotropine chorionique équine recombinante, reCG, pure et biologiquement active, à partir d’une lignée de cellules mammifères CHO. Les étapes de production, de purification et de caractérisation de l’hormone recombinante ont été développées. Les cellules CHO ont été cultivées en fiole d’Erlenmeyer dans différents milieux de culture. Le suivi de la croissance cellulaire et de la quantité d’hormone produite a permis de sélectionner deux milieux. Le procédé de production, avec ces deux milieux, a été optimisé en bioréacteur en contrôlant les paramètres de culture (température, pH). Les protéines produites dans le surnageant, de ces deux cultures, ont été nommées reCG 1 et reCG 2. Un procédé de purification en 3 étapes a été mis au point pour la reCG 1. Plusieurs résines et conditions chromatographiques ont été criblées en microplaques. Les résines multimodales utilisées ont permis d’éliminer des contaminants majeurs grâce à leur sélectivité. Les agrégats de la reCG ont été éliminés grâce à une résine anionique. Le procédé de purification global a été validé pour la reCG 1 et la reCG 2. Il a permis d’obtenir une pureté de 98 % avec un rendement de 80 %. L’activité biologique de la reCG 1 et la reCG 2, in vitro et in vivo, est comparable à celle de la protéine naturelle. L’activité biologique in vivo des reCG est cohérente avec l’étude réalisée sur les glycosylations des hormones et notamment avec leur degré de sialylation.

The gonadotrophic hormones are used for reproduction control in farming animals. Up to now, these hormones were extracted from animal fluids or tissues. The company CEVA Santé Animal has recently decided to produce recombinant versions of these hormones. The objective of this study was to obtain a pure and biologically active recombinant equine chorionic gonadotropin (reCG) after expression in CHO mammalian cells. The production, purification and characterization steps have been developed. CHO cells were grown in Erlenmeyer flasks with different culture media. Two media were selected based on their cell growth potency and of the amount of reCG produced. By using a bioreactor to control key parameters (temperature, pH), the production process was then optimized. The recombinant proteins that accumulated in the supernatant of the two conditions were called reCG 1 and reCG 2. A 3-steps purification process was then developed using reCG 1. Several resins and chromatographic conditions were screened in microplates. Multimodal resins were used to eliminate the main contaminants thanks to their selectivity. reCG aggregates were efficiently eliminated by a chromatographic step with an anionic resin. The overall purification process was finally validated for reCG 1 and reCG 2. Purity and yield were respectively, 98 % and 80 % for the two reCG. We verified that the in vitro and in vivo activities of reCG 1 and reCG 2 were comparable to those of the CG extracted from natural sources. The in vivo assays also confirmed previous studies showing that the degree of glycosylation of an hormone, and most notably their level of sialytation, is important for their biological activity.