December 12th, 2025
고정 의존 세포의 마이크로캐리어-미생물반응기 생성에 관한 프로토콜이 잠재적인 세포 기반 치료법으로 설명되어 있습니다. 급성 호흡곤란 증후군의 사용 사례를 목표로 하며, 플라스크 기반 공정 조건에 비해 유사한 세포 수율과 유리한 유전자 발현을 보여줍니다. 이 프로토콜은 다른 앵커리지 의존성 세포 및 표적 적응증에도 확장 가능합니다.
우리는 세포가 환경과 어떻게 상호작용하는지, 특히 세포를 생산하거나 제조하는 과정을 연구합니다. 여기서는 MSC, 중간엽 기질, 줄기세포와 같은 고정 의존 세포가 임상 번역의 장벽을 극복하기 위해 어떻게 만들어질 수 있는지에 관한 질문을 다룹니다. 세포 집단 변동성이 각 배치나 사람마다 최종 세포 제품의 일관성과 효능에 영향을 미친다는 인식이 높아지고 있습니다.
이러한 도전 과제는 일부 세포 치료제의 규제 승인에도 영향을 미칠 수 있습니다. 우리는 환경을 고도로 통제하면서도 밀리리터당 많은 세포를 달성할 수 있는 갭을 목표로 하며, 이를 확장할 수 있습니다. 이 프로토콜은 MSC와 같이 앵커리지 의존적인 세포에 대해 인라인 환경 모니터링을 포함할 수 있는 방법을 제공합니다.
이러한 공정 제어는 대부분의 실험실 및 임상 생산에서 여전히 사용되는 플라스크에 비해 큰 장점입니다. 기계적 신호에 민감한 MSC와 기타 세포 유형에 대해 여러 가지 미해결 질문이 있습니다. 예를 들어, 이런 접근법이 어떻게 세포가 다른 질병 상태를 다루도록 설계하는 데 도움이 될 수 있을까요?
먼저, 병걸이에 연결된 투명 플라스틱 캡을 제거하세요. 플런저 없는 새로운 멸균 50밀리리터 주사기를 사용해 노즐을 병 LL에 연결하고, 멸균된 여과된 물을 주사기 배럴에 부어 병 LL에 주입합니다. 마찬가지로, 병 L에는 FBS 없는 저포도당 DMEM 25밀리리터, 병 R에는 멸균 PBS 25밀리리터, 병 RR에는 8밀리리터의 부착 방지 세척액을 채웁니다. 실험에 필요한 소모품 수를 준비하기 위해 이 과정을 반복하세요.
다음으로, 실험에 사용할 각 포드에 대해 자가 테스트를 수행한다. 팟이 자가 검사의 모든 검사를 성공적으로 통과하면, 자가 검사 카세트를 꺼내 빛이 차단된 보관 가방에 넣으세요. 소모품을 바이오리액터에 장착하세요.
소모성 밸브에서 녹색 테이프를 제거하고, 소모품을 포드에 설치하세요. 클램프를 다시 설치하고 쉬익 소리가 나는지 확인해 밀봉이 확실한지 확인하세요. 흰색 압력 센서 라인, 빨간색 공기 압력 라인, 그리고 소모품과 베이스 스테이션 또는 포드 사이에 파란색 진공라인을 연결하세요.
새로운 실험을 시작하기 전에 측면 주입 포트가 흰색 물방울 클램프로 고정되었는지 확인하세요. 소프트웨어 인터페이스에서 '플러시 병' 아이콘을 클릭하세요. 병 L의 라디오 버튼을 활성화하고, Output to Waste를 선택한 후 MSCserum 플러시 시작을 클릭하세요.
병 내용물 창에서 MSC세럼이 PBS가 포함된 병 R 안에 있음을 표시하세요. 그 다음 수동 조작으로 이동해 폐기병에 세 번의 이젝트 세척 사이클을 수행하세요. 병 내용물 창에서는 MSC세럼이 이제 병 RR에 위치해 있으며, 여기에는 부착 방지 세척액이 들어 있음을 나타냅니다.
수동 조작으로 돌아가서 폐기병에 한 번 제거 세척 사이클을 수행하세요. 30분 후에는 PBS로 소모품을 씻어내세요. 셀과 마이크로캐리어 주입을 기다리기 위해 원자로를 비우세요.
수동 작전 패널에서 '재접종(Reinoculate)'을 클릭하세요. 대시보드가 원자로 접종 프롬프트를 표시하는 단계에서 시스템을 일시정지하세요. 다음으로, 계산된 부피의 재현탁 세포를 각 조건별 마이크로캐리어가 포함된 15밀리리터 원뿔관에 피펫 넣습니다.
각 튜브에 신선하고 따뜻한 인간 간엽 줄기세포 배지를 2.2에서 2.5밀리리터 사이까지 채워주세요. 한 번에 한두 개의 소모품을 다루고, 베이스 스테이션에서 분리해 생물안전 캐비닛으로 옮기세요. 세포와 마이크로캐리어 혼합물을 녹색 4인치 무딘 바늘로 5밀리리터 주사기로 추출합니다.
혼합물을 반응기에 주입하세요. 카세트 밑부분 근처의 주입 포트를 조심해서 라인을 분리하지 않도록 잡으세요. 엄지와 검지 사이에서 굴리는 동작을 사용해 주입 포트를 두 번 완전히 회전시켜 라인에 매듭진 굽이를 만듭니다.
매듭을 주입 포트 바닥 근처의 컷아웃 공간에 넣고 작은 실험실 테이프로 고정하세요. 그 다음 소모품을 기지국으로 돌려보내세요. 모든 소모품에 주입을 반복한 후, 소프트웨어 인터페이스를 통해 접종이 완료되었음을 표시합니다.
소프트웨어가 홈페이지로 돌아오면, 소모성 출력 라인에서 흰색 클램프를 제거하세요. 수동 조작에 들어가서 배출 초과 기능을 수행하고, 출력 포트를 P로 설정해 관류를 진행하세요. 1, 680초 켜짐, 120초 꺼짐 사이클을 사용하여 정적 믹싱 모드를 활성화하고, 믹싱 주파수를 5헤르츠로 설정하세요.
세포 채취를 시작하려면 1밀리리터 주사기를 사용해 프로나스 200마이크로리터와 약 300에서 400마이크로리터의 공기를 빨아들입니다. 측면 포트 주입 라인의 캡을 돌려 열고 바늘 없는 밸브 커넥터에 70% 에탄올을 뿌리세요. 매듭진 측면 포트 주입 라인에서 테이프를 떼고, 매듭을 풀고, 흰색 물방울 클램프를 풀어주세요.
이제 1밀리리터 주사기를 연결하고 프로나제를 부드럽게 반응기에 주입하세요. 액체를 공기로 쫓아 완전히 전달되도록 하세요. 티어드롭 클램프를 다시 물려주고 주입 라인을 다시 캡으로 고정하세요.
그 후 소모품을 포드에 다시 넣고, 모든 라인을 다시 연결한 뒤 흰색 C-클램프를 제거한 뒤 혼합을 재개하세요. 폐기병과 미디어 소스 병을 얼음 위에 올려두세요. 5분 타이머를 시작해서 프로나스가 원자로 내 마이크로캐리어를 소화할 수 있도록 하세요.
5분 후, 원자로 내 마이크로캐리어가 분해되었는지 확인해 보세요. Manual Ops를 입력해 셀을 수확하고, 사이클 수를 3회로 설정한 뒤, 폐기물로 출력 포트 W를 선택한 후 Eject Wash를 클릭하세요. 배출 세척 사이클이 끝난 후에는 소모품을 생물안전 캐비닛으로 옮깁니다.
그 후 10밀리리터 또는 20밀리리터 주사기로 폐기병 안의 내용을 빼내세요. 폐기병 내용물을 15밀리리터 원뿔형 원심분리관에 분배합니다. 세포를 300g에서 5분간 원심분리하세요.
상정액을 흡인하고 세포 펠릿 크기를 평가하세요. pH, 온도, 용존 산소, 이산화탄소 등 환경 조건은 미생물생물반응기 시스템 내 10일간의 배양 기간 동안 안정적으로 유지되었습니다. 미생물반응기에서 pH 변동은 조직 배양 폴리스티렌 플라스크 상태에 비해 유의하게 낮았다.
미생물반응기에서 세포 수율은 T25 플라스크보다 높았으나, 유사한 세포 생존력을 유지했습니다. 측정된 14개의 효능 관련 임계 품질 속성 중 9개는 T75 플라스크에 비해 미생물반응기 조건에서 mRNA 발현이 유의하게 높았습니다.
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이 프로토콜은 마이크로바이오리액터 환경에서 중간엽 줄기세포(MSCs)와 같은 부착의존 세포를 생산하는 방법을 설명합니다. 이는 세포 수율과 일관성을 향상시켜 임상 전환의 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.
Microbioreactor-based expansion of anchorage-dependent mesenchymal stromal cells (MSCs) addresses critical bottlenecks in cell therapy manufacturing by enabling high-yield, quality-controlled production at benchtop scale. This approach enhances predictive confidence in cell product consistency and potency, supporting translational continuity for acute respiratory distress syndrome and other indications. The method's tight environmental control and scalability position it as a strategic asset for early process development and portfolio triage in cell-based therapeutics.
This microbioreactor protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling rapid process development, early quality assessment, and scalable transition to larger manufacturing platforms.