Transferrina en cultivos celulares: un importante portador de hierro para sistemas libres de suero

I. Estructura de la transferrina (TF)

TF contiene 679 residuos de aminoácidos, con un peso molecular de aproximadamente 79 kDa y un punto isoeléctrico de aproximadamente 6.6Su secuencia de aminoácidos incluye 38 residuos de cisteína capaces de formar 19 pares de enlaces disulfurados, que son críticos para estabilizar la estructura de la proteína.y posee tres sitios de N-glucosilación. TF consta de dos dominios de unión al hierro estructuralmente similares: un dominio N-terminal (336 aa) y un dominio globular C-terminal (343 aa).

Cada sitio de unión Fe3+ en los dominios contiene cuatro aminoácidos conservados, incluyendo dos tirosinas, un ácido aspártico y una histidina, y estos residuos están dispuestos en una geometría octaédrica.Además, se requieren dos átomos de oxígeno proporcionados por iones de carbonato en los sitios de unión de Fe3+ para estabilizar los átomos de hierro.El Ser-248 y el Lys-296 desempeñan un papel clave en la liberación de hierroEl efecto de protonación del par de bases Lys‐206‐Lys‐296 situado en el dominio opuesto al término N puede inducir la conformación abierta o cerrada de TF.

II. Funciones de la transferrina

El hierro es uno de los elementos esenciales para mantener el crecimiento celular, la proliferación y las actividades metabólicas.la beta-globulina principal de unión y transporte de hierro en el plasmaEn el suero humano, la concentración de TF es de aproximadamente 2,5 g/l.30% de la cual está ocupada por hierroLa TF existe principalmente en tres formas: holo-transferrina (holo-TF), transferrina parcialmente saturada (sidero-TF) y apo-transferrina (apo-TF).

En el compartimento extracelular (pH ≈ 7.5), el receptor de transferrina (TFR) tiene una afinidad de unión más alta para el TF ligado al hierro (holo-TF) que para la forma libre de hierro (apo-TF).El TF ligado al hierro se internaliza posteriormenteEn los endosomas (pH ≈ 5,6), el TFR se une preferentemente al apo-TF sobre el holo-TF,mediando el transporte de apo-TF desde los endosomas hasta la membrana plasmáticaA través de este proceso, el hierro se entrega a las células y el TF se recicla.

Como cofactor de varias enzimas, la transferrina participa en múltiples funciones fisiológicas celulares, cuyos tres aspectos clave se describen a continuación:

1- Participación en el metabolismo respiratorio celular
Las mitocondrias son el sitio del metabolismo oxidativo celular y el centro de energía de las células.Como componente de la sucinato deshidrogenasaEl hierro participa en el metabolismo oxidativo celular y en la producción de energía.

2Protección de las células contra el daño oxidativo
Como núcleo de la estructura hierro-porfirina, el hierro es un componente clave de enzimas como la catalasa y la peroxidasa.Protección de las células contra daños causados por peróxidos, incluido el H2O2Proporciona defensa antioxidante para las células y mejora la salud celular.

3Mejora de la densidad y viabilidad de las células
Sin hierro, las células no pueden pasar de la fase G1 a la fase S durante la proliferación.y la deficiencia de hierro induce apoptosis celular y muerteLa deficiencia de hierro afecta la síntesis de ADN durante la replicación celular,porque el hierro es un componente de la ribonucleótida reductasa la enzima limitadora de la tasa que cataliza la conversión de los ribonucleótidos en desoxirribonucleótidos en la síntesis de ADN.

III. Aplicaciones de la transferrina en cultivos libres de suero

La transferrina (TF) es un componente indispensable en el cultivo de células.como la producción de anticuerpos monoclonales, la síntesis de proteínas recombinantes, así como el cultivo de células inmunes y células madre.

1Mejora del crecimiento celular y del rendimiento del producto
La suplementación de TF en medios libres de suero (SFM) apoya el cultivo de células CHO de alta densidad, prolonga los ciclos de producción y aumenta los rendimientos de proteínas.
La adición de TF a medios libres de suero para células de híbridosoma mejora la tasa de proliferación celular y la viabilidad.
Mediante la regulación de la homeostasis del hierro, la transferrina reduce la heterogeneidad de las proteínas glicosformes y asegura la consistencia de los productos farmacéuticos de lote a lote.
Cuando se aplica a cultivos libres de suero de células CAR-T, células NK y células madre mesenquimales (MSC), TF mantiene la viabilidad celular y las características funcionales.

2.Simplificación y normalización de la formulación
Como componente principal de los suplementos que incluyen ITS (insulina-transferrina-selenio) y SPIT/SPITE, TF puede sustituir al suero para lograr un nivel de seguridad animal,formulaciones químicamente definidas y reducir las variaciones de lote a lote.

3.Sustitución de los quelantes químicos
Los quelantes químicos (por ejemplo, EDTA, citrato) son difíciles de regular los ciclos redox y son propensos a producir radicales libres.La ventaja de la unión del hierro por TF es que depende de vías naturales mediadas por receptores sin generar subproductos de radicales libres.

Beijing Anrate Biotechnology Co., Ltd. proporciona transferrina humana recombinante libre de animales producida industrialmente y derivada de levaduras y células CHO.

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