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环亚集团·AG88助力iPSC反应器内扩增近100倍的系统化生物过程工艺设计

发布时间:2025-02-09   信息来源:庾恒薇

随着细胞治疗领域的迅速进展,稳健且可重复的诱导多能干细胞(iPSC)扩增成为推动治疗方案的关键因素。通过系统化的生物工艺设计,识别并优化关键工艺输入变量,已经成功实现了iPSC在PBS垂直轮反应器中的稳定培养。这一进展不仅降低了生产成本和周期,还为大规模生产和临床应用提供了保障。

环亚集团·AG88助力iPSC反应器内扩增近100倍的系统化生物过程工艺设计

值得注意的是,制造iPSC及其衍生细胞的流程既复杂又漫长,涉及多个相互依赖的工艺输入变量(PIVs)。为了满足临床应用对大批量iPSC衍生细胞(超过10^8个细胞)的需求,大规模生物反应器显得尤为重要。但是,运行这些大型设备的成本相对较高,因此,在确保细胞产量和质量的基础上,需要首先开发出在小规模(100-500mL)下可重复且稳健的过程。

在这一背景下,PBSBiotech通过微缩版的垂直轮生物反应器(PBS-01和PBS-05Mini),成功研发了一套标准化的iPSC扩增工作流程。该流程不仅展现出高度的稳健性和可重复性,还能够轻松扩展至PBS-15(正在测试更大型的PBS-80和PBS-500)。此项创新为iPSC的生产提供了可靠的工具,显著降低了开发成本并提升了生产效率。

然而,iPSC制造领域仍缺乏详细的实验方案和标准化结果报告,这使得不同实验室之间难以比较各种iPSC培养方法。特别是在3D悬浮培养方面,虽然已有多项研究报告了细胞的生长性能指标,但这些指标的数值差异显著且缺乏一致性。此种情况加剧了不同研究之间比较的困难。

为了解决这一问题,PBS通过系统化研究关键工艺输入变量(PIVs)范围,制定了一套基线iPSC扩增协议(baseline protocol),旨在确保实验的可重复性和稳健性,进而实现良好的结果一致性和可靠性。这一基线协议已经在两个iPS细胞系(TC-1133,Lonza;PLX10,PluriStyx)上进行了24次验证,涵盖了不同操作员和培养基,并适用于聚集体和微载体培养。

此外,拟胚体(EB)的大小和密度(每毫升EB数)是iPSC聚集体向自然杀伤(NK)免疫细胞分化的重要工艺输入变量。这些PIVs可以通过调整生物反应器的搅拌速率及培养基更换策略来有效控制和表征。

年龄、微载体和搅拌速度的适配密切关系到细胞的生长性能。通过不断优化关键工艺输入变量,PBS成功地将工作体积从PBS-01的100mL扩展至PBS-15的10L,实现了一致的iPSC生长表现。实验涵盖了不同的喂养策略,包括批培养、灌注和脉冲添加,确保了细胞增长曲线的稳定性和可重复性。

为了获得功能性细胞并确保实验的可重复性,需要一种能够模拟体内环境的培养基。全长的Biolaminin蛋白在这里发挥了重要作用。BioLamina品牌的Biolaminin521在培养多能干细胞、分化细胞和原代细胞方面的有效性已经在众多研究中得到了验证。作为一种全长人重组层粘连蛋白,Laminin-521具有明确的成分,支持iPSC的良好附着和增殖,且不含动物成分,更适合临床应用。

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