محددة وقابلة للتطوير الجيل من الخلايا تشبه الكبدية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات البشرية
مارس 2, 2017
الطريقة المعروضة هنا يصف قابلة للوالممارسات التصنيعية الجيدة (GMP) -ready نظام المفاضلة لتوليد مثل الكبدية الخلايا البشرية من الخلايا الجذعية المحفزة. وهو بمثابة نظام فعالة من حيث التكلفة وموحدة لتوليد مثل الكبدية الخلايا البشرية للبحث كبد الإنسان الأساسية والتطبيقية.
الهدف العام من هذا البروتوكول هو إنتاج خلايا شبيهة بخلايا الكبد البشرية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات باستخدام مصفوفات اللامينين المؤتلفة في ظل ظروف محددة. تسمح هذه الطريقة للمستخدم بصنع خلايا كبد بشرية وظيفية حسب الطلب لدراسة بيولوجيا الكبد في الطبق. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن طبيعتها المحددة تسمح بالإنتاج الضخم لخلايا الكبد بدرجة عالية من التكاثر التجريبي. لبدء التجربة ، قم بإذابة 100 ميكروغرام لكل مليلتر من اللامينين المؤتلف -521 ، أو LN-521 ، عند أربع درجات مئوية ، وقم بتخفيف LN-521 المذاب في محلول مثلج بارد 1xDBPS بالكالسيوم المغنيسيوم لعمل خمسة ميكروغرام لكل مليلتر محلول. أضف ملليلترا واحدا من خمسة ميكروغرام لكل مليلتر محلول LN-521 لتغليف بئر واحد من ستة آبار ، وهز اللوحة لتوزيعها بالتساوي في البئر. بعد ذلك ، قم باحتضان الألواح في حاضنة زراعة خلايا CO2 بدرجة حرارة 37 درجة مئوية بنسبة 5٪ لمدة ساعتين على الأقل للاستخدام العاجل. خذ اللوحة المطلية من الحاضنة إلى غطاء مزرعة الأنسجة. قم بشفط محلول الطلاء LN-521 بعناية دون الإضرار بالسطح المطلي. ثم أضف على الفور ملليلتر واحد من mTeSR الدافئ مسبقا
نظرة عامة
يوضح هذا البروتوكول طريقة لتوليد خلايا شبيهة بالخلايا الكبدية البشرية من خلايا جذعية متعددة القدرات باستخدام مصفوفات اللامينين المؤتلفة. ويوفر هذا البروتوكول نظاماً قابلاً للتوسع ومتوافقاً مع ممارسات التصنيع الجيد (GMP) لإنتاج خلايا كبدية وظيفية لأبحاث الكبد.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- تمايز الخلايا
- بيولوجيا الخلايا الجذعية
- أبحاث الكبد
خلفية علمية
- تعد الخلايا البشرية الشبيهة بالخلايا الكبدية ضرورية لدراسة بيولوجيا الكبد.
- يمكن للخلايا الجذعية متعددة القدرات أن تتمايز إلى أنواع خلوية مختلفة.
- تدعم مصفوفات اللامينين المعاد تركيبها التصاق الخلايا ونموها.
- تعزز الطرق الموحدة من إمكانية تكرار النتائج في الأبحاث.
الغرض من الدراسة
- تطوير طريقة فعالة من حيث التكلفة لإنتاج خلايا شبيهة بالخلايا الكبدية.
- تمكين الإنتاج الضخم لخلايا كبدية وظيفية.
- تسهيل الأبحاث في بيولوجيا الكبد ونمذجة الأمراض.
الطرق المستخدمة
- إذابة وتخفيف بروتين laminin-521 المعاد تركيبه.
- طلاء أطباق زراعة الخلايا بمحلول laminin.
- تحضين الأطباق لتعزيز التصاق الخلايا.
- إضافة وسط mTeSR المسخن مسبقاً لزراعة الخلايا.
النتائج الرئيسية
- توليد ناجح لخلايا بشرية شبيهة بالخلايا الكبدية.
- قدرة عالية على تكرار عملية إنتاج الخلايا.
- تأكيد الخصائص الوظيفية للخلايا الشبيهة بالخلايا الكبدية.
- نظام قابل للتوسع ومناسب لمختلف التطبيقات البحثية.
الاستنتاجات
- توفر هذه الطريقة نهجاً موثوقاً لإنتاج الخلايا الكبدية.
- وهي تدعم كلاً من أبحاث الكبد الأساسية والتطبيقية.
- ويمكن للدراسات المستقبلية الاستفادة من هذا النظام في اختبار الأدوية ونمذجة الأمراض.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية في القطاع الصناعي
تؤدي أنظمة التمايز المحددة إلى تقليل التباين بين الدفعات في إنتاج الخلايا الشبيهة بالخلايا الكبدية، مما يعزز إمكانية تكرار النتائج في النماذج الكبدية قبل السريرية. كما تدعم العمليات القابلة للتوسع والمتوافقة مع ممارسات التصنيع الجيد (GMP) التوريد المستمر لاختبارات استقلاب الأدوية والسمية. وهذا يعالج عقبة رئيسية في نقل استخدام الخلايا الكبدية المشتقة من الخلايا الجذعية إلى التطبيقات الصناعية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء المسارات الكبدية باستخدام نماذج خلوية قابلة للتطوير وذات صلة فسيولوجية.
- القيمة التشغيلية: تقلل مصفوفات اللامينين المحددة من التباين، مما يحسن اتساق المقايسة عبر التجارب.
- القيمة التنبؤية: تدعم القابلية العالية للتكرار دراسات موثوقة حول الارتباط بالهدف وآلية العمل.
الفحص وتطوير المقايسات
- القيمة العلمية: إنتاج خلايا تشبه الخلايا الكبدية ذات وظيفة استقلابية مستقرة لفحص المركبات.
- القيمة التشغيلية: تتيح الظروف المحددة والخالية من المصل التوحيد القياسي عبر المختبرات ومواقع الإنتاج.
- القابلية للتوسع: متوافق مع خطوط hPSC البحثية وخطوط hPSC ذات درجة التصنيع الجيد (GMP) لتوفير إمدادات خلوية قابلة للتوسع.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: تظهر الخلايا نمطاً ظاهرياً ووظائف مشابهة للخلايا الكبدية الأولية، مما يعزز من دقة نموذج المرض.
- القيمة التشغيلية: يقلل النظام المحدد من التباين بين التشغيلات المختلفة، مما يدعم الدراسات التي تمهد لتقديم طلبات الأدوية الجديدة قيد البحث (IND).
- الاستمرارية الترجمية: يربط بين تمايز الخلايا الجذعية والتحقق قبل السريري من العلاجات التي تستهدف الكبد.
تكامل خطوط المعالجة وسير العمل
تندرج هذه الطريقة ضمن نطاق التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة قبل السريرية، وذلك من خلال توفير مصدر قابل للتوسعة من الخلايا الكبدية الوظيفية للتطبيقات اللاحقة.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم اختبار الفرضيات في بيولوجيا الكبد باستخدام تمايز محدد وقابل للتكرار.
- الفحص المسحي: تتيح إنتاج خلايا شبيهة بالخلايا الكبدية بشكل معياري لتقييم المركبات باتساق.
- التحليلات: تولد قراءات وظيفية قابلة للقياس الكمي (مثل albumin و urea) لتحليل الظروف المقارنة.
- الأبحاث الانتقالية: توفر الاستمرارية من عملية التمايز إلى النماذج قبل السريرية لأمراض الكبد والاستجابة للأدوية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تدعم المنصة المحددة والقابلة للتوسع إعادة الاستخدام عبر المشاريع والمواقع المختلفة، مما يقلل من عبء إعادة التحسين.
الأثر التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تؤدي الثقة التنبؤية في وظيفة الخلايا الكبدية إلى تقليل الغموض الميكانيكي في المقايسات المتعلقة بالكبد.
- القيمة التشغيلية: تساهم المكونات المحددة والعملية الخالية من المصل في تعزيز قابلية التكرار وقابلية التوسع.
- القيمة الاستراتيجية: تتيح اتخاذ قرارات أفضل بشأن المضي قدماً أو التوقف عن المشروع من خلال تقليل التباين البيولوجي في البيانات قبل السريرية.
- التأثير على المحفظة: تحديد أولويات المرشحين المستهدفين للكبد بناءً على المخاطر المعدلة من خلال أنظمة نماذج موثوقة.
اعتبارات التنفيذ
- الخبرة في بروتوكولات زراعة الخلايا الجذعية وتمايزها.
- إمكانية الوصول إلى مصفوفات اللامينين المؤتلفة وأوساط التمايز المحددة.
- توحيد إجراءات الطلاء والتحضين عبر الفرق البحثية.
- اعتبارات التكيف مع خطوط hPSC المختلفة وتنسيقات التوسع في الإنتاج.
- تشمل القيود مستوى النضج الوظيفي مقارنة بخلايا الكبد الأولية، كما ورد في المصدر.
