삼성바이오로직스 기업분석 5편: 세포주개발 (CLD) 플랫폼

삼성바이오로직스 기업분석 개요 요약

• (사업분야) 삼성 바이오로직스 사업은 CDMO (Contract Development Manufacturing Organization, 위탁개발생산) 부문과 바이오의약품 개발 및 상용화부문으로 나뉘며, ① CDMO부문은 바이오의약품 위탁생산 및 세포주 공정 개발 서비스를 제공, ②바이오의약품 부문은 바이오의약품 개발 및 상업화를 목적으로 합니다. 
• 또한, 삼성바이오로직스는 항체의약품 CMO 중심 서비스에서 CDO (Contract Development Organization, 위탁개발) 서비스, mRNA  및 세포/유전자치료제 생산 등 다양한 분야로 사업 영역을 확장해나가고 있습니다.

삼성바이오로직스 5편: 세포주개발 (CLD) 플랫폼

01. 삼성바이오로직스의 세포주개발 개요

✅삼성바이오로직스는 최적화된 세포주 (S-CHOICE)를 빠른 시간 내에 효율적으로 생산하기 위해 버클리라이트 사의 비컨 장비를 활용하여 높은 생산성의 고품질 세포주를 개발하며, 최적화된 생산 과정 (protocol)을 활용하여 CDO (위탁개발), CMO(위탁생산), CDMO (위탁생산개발) 등의 위탁서비스를 주 사업으로 영역을 확장하고 있습니다. 

그림 1 삼성바이오로직스 CLD process (출처: 삼성바이오로직스 [1])

 

02. 세포주 개발 플랫폼:  BEACON

1. BEACON (Berkely lights) 이란?

✅ BEACON Optofluidic system은 Optofluidics라 불리는 광학과 나노유체학을 활용하여 개발된 시스템입니다. Optoselet이라 명명된 특수한 칩은 수천 개의 나노펜(Nanopen) 챔버를 포함하고 있으며, 이는 생명공학실험에서 활용하는 마이크로 플레이트 (Microplate)의 웰(well)과 유사한 역할을 합니다. 

✅ 나노펜에서 세포가 단일세포 수준으로 분리되어, 펜 내에서 세포가 성장하고 다양한 분석을 할 수 있으며, Optoselect 칩 내의 나노펜에서 광학 (bright field) 및 형광 (fluoresence) 이미징이 가능합니다. 

 그림 2 The Beacon system (출처:BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지[2])

2. BEACON  WORKFLOW

✅BEACON 시스템은 크게 Import, Culture, Assay, Export 등 4가지의 workflow를 사용하여 수천 개의 세포를 자동으로 스크리닝할 수 있습니다.

그림 3 Beacon workflow (출처:BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지[2])

 

① Import

: 자동으로 단일세포를 식별하여 나노펜 챔버 내로 넣어주는 과정입니다.  전체 세포를 로드(load)하는 데 30분정도 소요된다고 예상됩니다. 

 

② Culutre

: 세포 증식을 위해 배지(세포가 자라기 위해 필요힌 영양물질이 포함된 세포배양액)가 주입되어 나노펜으로 확산되고, 폐기물은 배출됩니다. 동시에 장비 내 소프트웨어는 칩을 지속적으로 이미징하여 세포 수를 세고, 성장률을 계산합니다.

 

③ Assay

: 세포를 수개월간 배양하지 않아도 나노펜 챔버에서 바로 개별 세포에 대한 테스트를 반복적으로 진행할 수 있습니다.

 

④ Export

:광학 패턴을 활용하여 원하는 세포를 선택적으로 웰 플레이트로 내보낼 수 있습니다.

3. BEACON  high throughput chips

✅실험 조건에 따라 서로 다른 나노펜 챔버 모양을 가진 다양한 칩을 제공하고 있습니다.

✅ Beacon 장비는 최대 4개의 칩을 동시에 실행할 수 있으며, culture station 기기를 활용하여 칩에서 세포를 장비 밖에서도 배양할 수 있습니다. 

그림 4 다양한 종류의 나노펜 챔버 칩 (출처:BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지[2])

03. BEACON PLATFORM 활용

1. Antibody Discovery 항체 발굴

✅ Antivody discovery는 항체를 발견하고 개발하기 위한 과정으로 일반적으로 면역학적인 기술을 활용하여 특정 항원을 인식하고 결합하는 항체를 찾아 해당 항체를 선별 및 생산하는 과정입니다. 

✅ Beacon 플랫폼을 활용하여 기존 Antivody discovery방법보다 훨씬 빠른 기간 내에 자동화된 시스템 내에서 고해상도로 원하는 항체를 분비하는 혈장 B세포를 스크리닝할 수 있습니다. 

그림 5 Antibody discovery (출처:BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지[2])

2. Cell Line Development (CLD) 세포주 개발

✅ 항체개발을 위해서는 다량의 항체 생산을 목적으로 적합한 세포주의 개발이 필요합니다. 이러한 과정을 항체 생산용 Cell Line developmet (CLD) 세포주 개발이라고 합니다. 세포주 개발을 위해서는 세포주 최적화를 위한 적절한 세포 배양 및 평가 시스템이 필요합니다. 

✅ Beacon 플렛폼은 높은 처리량 및 자동화된 세포 분석 장비로 고효율적인 세포의 다양한 선별, 스크리닝 기술을 활용하여 세포주 개발 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다. 또한, 단기간에 유리한 특성을 가진 클론을 선택할 수 있어 비용을 절감하고 선별된 최상의 클론을 대량 생산에 활용할 수 있도록 지원합니다. 

 

그림 6 CLD (출처:BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지[2])

 

Reference

[1] Cell Line Development 삼성바이오로직스 공식 홈페이지 [웹사이트]  (2023년 03월 31일)

[2] BEACON 시스템 버클리라이츠 공식 홈페이지 [웹사이트] (2023년 4월 1일)