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Cell Retention by Encapsulation for the Cultivation of Jurkat Cells in Fixed and Fluidized Bed Reactors

Titelangaben

Kaiser, Patrick ; Werner, Melanie ; Jérôme, Valérie ; Hübner, Holger ; Buchholz, Rainer ; Freitag, Ruth:
Cell Retention by Encapsulation for the Cultivation of Jurkat Cells in Fixed and Fluidized Bed Reactors.
In: Biotechnology and Bioengineering. Bd. 111 (Dezember 2014) Heft 12 . - S. 2571-2579.
ISSN 0006-3592
DOI: https://doi.org/10.1002/bit.25304

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller ProjekttitelProjekt-ID
Ohne AngabeBU 461/26-1; RF 830/14-1

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Jurkat cells are accepted model cells for primary human T lymphocytes, e.g. in medical research. Their growth to tissue-like cell densities (up to 100 x 106 cells/mLcapsule) in semi-permeable (molecular weight cut off < 10’000 Da) sodium cellulose sulfate / poly(diallyldimethylammonium chloride) polyelectrolyte capsules has previously been shown by us (Werner et al. 2013). Herein, we demonstrate that encapsulation can be used to retain the cells in continuously operated bioreactors, which opens new possibilities for research, e.g. the use of Jurkat cells in pulse response experiments under steady state conditions. Two reactor concepts are presented, a fluidized and a fixed bed reactor.
A direct comparison of the growth kinetics in batch and repeated batch spinner cultivations, i.e. under conditions where both encapsulated and non-encapsulated cells can be cultivated under otherwise identical conditions, showed that maximum specific growth rates were higher for the encapsulated than for the non-encapsulated cells. In the subsequent batch and repeated batch bioreactor experiments (only encapsulated cells), growth rates were similar, with the exception of the fixed bed batch reactor, where growth kinetics were significantly slower. Concomitantly, a significant fraction of the cells towards the bottom of the bed were no longer metabolically active, though apparently not dead. In the repeated batch fluidized bed reactor cellular division could be maintained for more than two weeks, albeit with a specific growth rate below the maximum one, leading to final cell densities of approximately 180 x 106 cell/gcapsule. At the same time, the cell cycle distribution of the cells was shifted to the S and G2/M phases.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Jurkat cells; polyelectrolyte capsule; NaCS/PDADMAC; fixed bed reactor; fluidized bed reactor; cell retention
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik > Lehrstuhl Bioprozesstechnik - Univ.-Prof. Dr. Ruth Freitag
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Zentrum für Molekulare Biowissenschaften - BZMB
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung - BayCEER
Graduierteneinrichtungen > Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT > Molekulare Biowissenschaften
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Graduierteneinrichtungen
Graduierteneinrichtungen > Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 18 Dec 2014 08:23
Letzte Änderung: 18 Dec 2014 08:23
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/5097