Production de cellules à grande échelle à base de microporteurs poreux solubles de qualité GMP
7 juillet 2023
Nous présentons ici un protocole permettant de réaliser la fabrication à grande échelle de cellules adhérentes grâce à un système entièrement fermé basé sur des microporteurs solubles de qualité GMP. La culture de cellules souches mésenchymateuses humaines, de cellules HEK293T et de cellules Vero a été validée et a répondu à la fois aux exigences quantitatives et aux critères de qualité de l’industrie de la thérapie cellulaire et génique.
L’industrie de la thérapie cellulaire et génique a connu une expansion exponentielle au cours des deux dernières décennies. Cependant, il existe un grand fossé technologique entre la recherche en laboratoire et la fabrication de compétences industrielles. Conformément aux politiques réglementaires, et pour répondre aux exigences écologiques de l’industrie CGT, des systèmes fermés automatisés ont été adoptés pour produire des thérapies cellulaires.
Pour les cellules adhérentes, la culture à l’aide de microporteurs dans des bioréacteurs évolutifs à cuve agitée est une méthode prometteuse. Traditionnellement, les microporteurs commercialisés ne sont pas souhaitables. Le prélèvement de cellules à l’aide de la trypsinisation et de l’économie de microporteurs en fonction de leur taille est non seulement inefficace et difficile, mais a également un impact sur la qualité des cellules et pose des problèmes de sécurité.
Dans cette étude, nous avons réussi à produire des cellules à grande échelle à partir de microporteurs solubles 3D TableTrix de qualité GMP dans un système automatisé et fermé. Plus de 11 milliards de cellules souches mésenchymateuses humaines ont été produites dans une expansion en deux étapes en neuf jours. Nous avons également démontré une culture à haute densité de cellules HEK293T et de cellules Vero, dans lesquelles les deux densités ont atteint plus de 10 millions de cellules par millilitre.
Cette plate-forme de biofabrication avancée permet d’étendre efficacement les cellules d’adhérence et de les récolter complètement de manière automatisée et fermée. Notre protocole offre la possibilité d’améliorer l’efficacité de la production et d’affiner le contrôle de la qualité lors de la fabrication à l’échelle industrielle de produits CGT.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Cet article présente un protocole de production à grande échelle de cellules adhérentes utilisant un système entièrement fermé avec des microsupports biodégradables conformes aux bonnes pratiques de fabrication (BPF). La culture de cellules souches mésenchymateuses humaines, de cellules HEK293T et de cellules Vero a été validée afin de répondre aux exigences qualitatives et quantitatives du secteur thérapeutique cellulaire et génique.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Thérapie cellulaire et génique
- Techniques de culture cellulaire
- Bioconception
Contexte
- Le secteur des thérapies cellulaires et géniques s'est considérablement développé au cours des deux dernières décennies.
- Un fossé important existe entre la recherche en laboratoire et la production industrielle.
- Des systèmes fermés automatisés sont de plus en plus utilisés pour la production de thérapies cellulaires.
- Les microporteurs conventionnels posent des défis en matière de récolte cellulaire et de qualité.
Objectif de l'étude
- Développer une méthode échelonnée pour la culture de cellules adhérentes.
- Améliorer l'efficacité et la sécurité des procédés de récolte cellulaire.
- Se conformer aux normes réglementaires en matière de production de thérapies cellulaires.
Méthodes utilisées
- Utilisation de microsupports solubles conformes aux bonnes pratiques de fabrication (BPF).
- Mise en œuvre d'un système entièrement clos pour la culture cellulaire.
- Validation de types cellulaires incluant les cellules souches mésenchymateuses humaines, les cellules HEK293T et les cellules Vero.
- Évaluation des critères de quantité et de qualité pour les applications en thérapie cellulaire.
Résultats principaux
- Le protocole a permis de cultiver avec succès des cellules adhérentes à grande échelle.
- Les critères de qualité des cellules produites respectent les normes industrielles.
- La fabrication en système clos a démontré une sécurité et une efficacité améliorées.
- Les types cellulaires validés sont adaptés aux applications thérapeutiques.
Conclusions
- Le protocole développé répond à des enjeux clés de la fabrication cellulaire.
- Il offre une méthode fiable pour produire des cellules adhérentes conformément aux exigences réglementaires.
- Cette approche peut améliorer la reproductibilité à grande échelle de la production de thérapies cellulaires et géniques.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La production à l'échelle industrielle de cellules adhérentes constitue un goulot d'étranglement critique pour les chaînes thérapeutiques cellulaires et géniques (TCG), où la reproductibilité, la qualité et la conformité réglementaire influencent directement l'avancement des portefeuilles. L'intégration de microsupports poreux biodégradables de qualité GMP avec des plateformes automatisées de bioproduction fermées répond aux principaux défis liés à l'expansion cellulaire, à l'efficacité de la récolte et à la standardisation. Cette capacité permet une production robuste, reproductible et à haut rendement de types cellulaires thérapeutiques, soutenant ainsi la continuité translationnelle et la prise de décision ajustée au risque dans l'ensemble des programmes TCG.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet une expansion rapide de types cellulaires adhérents pour des études fonctionnelles fondées sur des hypothèses.
- Contribue à l'atténuation des risques biologiques en fournissant des populations cellulaires de haute qualité et phénotypiquement stables.
- Facilite une confiance prédictive dans les tests ultérieurs en assurant une qualité et une viabilité cellulaires constantes.
Développement de criblages et de tests
- Fournit des sources cellulaires validées et évolutives pour le criblage à haut débit et la standardisation des tests.
- Améliore la reproductibilité et la qualité des données quantitatives en réduisant la manipulation manuelle et le risque de contamination.
- Permet la réutilisation de la plateforme pour plusieurs types cellulaires, soutenant ainsi des pipelines de développement d'essais flexibles.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur les modèles cellulaires pertinents pour les maladies en permettant l'expansion de cellules hMSC, HEK293T et Vero.
- Préserve l'intégrité phénotypique et fonctionnelle après l'expansion, facilitant les études translationnelles sur les biomarqueurs.
- Réduit le risque biologique lors de la validation préclinique en assurant une viabilité élevée et une capacité de différenciation importante.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette plateforme de biotraitement relie la découverte précoce, l'identification de candidats thérapeutiques et la fabrication préclinique en permettant une production cellulaire évolutive et conforme aux bonnes pratiques de fabrication dans des systèmes fermés.
- Biologie de la découverte : Permet des tests d'hypothèses rigoureux et l'interrogation de voies biologiques grâce à des cellules de haute qualité.
- Écrans (Screening) : Fournit des populations cellulaires prêtes à l'usage et reproductibles pour l'évaluation de composés et la standardisation des plateformes.
- Analytique : Permet une évaluation quantitative du rendement cellulaire, de la viabilité et du phénotype afin de comparer différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Garantit une continuité entre la phase de découverte et la validation préclinique à l’aide de types cellulaires pertinents pour la maladie.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une capacité de production évolutive et réutilisable pour divers programmes de thérapies cellulaires et géniques (CGT).
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans les flux de travail basés sur les cellules.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation, la reproductibilité et l'extensibilité des procédés de fabrication cellulaire.
- Valeur stratégique : Améliore la qualité des décisions d'engagement ou de retrait et l'efficacité du capital en réduisant les risques biologiques en phase avancée.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation et un développement ajustés au risque des actifs en thérapies cellulaires et géniques grâce à un approvisionnement cellulaire fiable.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en exploitation de bioréacteurs, en culture cellulaire et en automatisation des procédés.
- Exige un accès à des microporteurs solubles de qualité GMP et à une infrastructure de biotraitement en système fermé.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles afin d’assurer une qualité constante des produits.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les types de cellules adhérentes ou les besoins d’échelle.
- Le débit et l’extensibilité sont limités par la capacité du bioréacteur et l’intégration du procédé.
Foire aux questions en biopharmacie
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:02
Preparation of the Stirred‐Tank Bioreactor for Large‐Scale Production of Human Mesenchymal Stem Cells
3:43
Two‐Tiered Expansion of Human Mesenchymal Stem Cells from 5‐Liter to 15‐Liter Bioreactors and Automated Cell Formulation from a 15‐Liter Bioreactor
