Zautomatyzowany przeciwprądowy system odśrodkowy do przetwarzania komórek na małą skalę
12 grudnia 2019
Automatyzacja jest kluczem do skalowania i zarządzania kosztami w produkcji ogniw. Niniejszy manuskrypt opisuje zastosowanie przeciwprądowego urządzenia do odśrodkowego przetwarzania komórek do automatyzacji etapów wymiany i koncentracji komórek w bioprzetwarzaniu na małą skalę.
Protokół ten zapewnia rozwiązanie do zamkniętej, zautomatyzowanej wymiany i koncentracji w produkcji ogniw na małą skalę. Co ważne, wymiana buforowa jest w stanie przeprowadzić się przy wysokim odzysku i dostarczeniu bardzo małej objętości skoncentrowanego produktu. Nowi użytkownicy mogą mieć trudności z wykonaniem wszystkich kroków automatyzacji.
Ćwiczenie programowania tych kroków i wykonywanie testów na nośniku to dobre sposoby na zapoznanie się z urządzeniem. Przed rozpoczęciem wymiany buforowej, w głowicy z przepływem laminarnym klasy drugiej, użyj zespołu strzykawki i igły, aby usunąć 50 mililitrów roztworu soli fizjologicznej z 500-mililitrowego worka soli fizjologicznej. Zastąp tę objętość 50 mililitrami 20% albuminy surowicy ludzkiej i zbierz interesujące komórki z ich naczyń hodowlanych.
Po zliczeniu użyj strzykawki, aby załadować komórki do worka transferowego i użyj zamka Luer, aby podłączyć worek transferowy do jednorazowego zestawu do przetwarzania. Następnie podłącz wcześniej przygotowany worek buforu do płukania do jednorazowego zestawu do przetwarzania. Aby skonfigurować automatyczną wymianę, otwórz graficzny interfejs użytkownika urządzenia i kliknij przycisk Start.
Kliknij przycisk Nowy, aby utworzyć nowy protokół, a następnie kliknij przycisk Sterowanie, aby wybrać zawory, które mają być otwierane i zamykane, prędkość odśrodkową i pompy, kierunek pompy oraz wyzwalacze działania. Po ustawieniu wszystkich parametrów kliknij przycisk Zapisz. Zawieś połączone odpowiednie worki na urządzeniu i umieść jednorazowy zestaw do obróbki na maszynie.
Następnie kliknij przycisk połączenia i pobierz zapisany program. Gdy zaświeci się przycisk odtwarzania, protokół jest gotowy do uruchomienia. Aby przeprowadzić automatyczną wymianę bufora, otwórz ręczne zaciski rurki worka transferowego i kliknij start, aby zainicjować program wymiany bufora.
Pod koniec szóstego kroku automatyzacji proces zostanie wstrzymany z powodu wyzwolenia czujnika pęcherzyków przez powietrze w pustej już torbie. Jeśli worek jest rzeczywiście pusty, naciśnij dalej, aby przenieść proces do następnego kroku. Po zakończeniu zautomatyzowanego procesu zamknij wszystkie rurki clamps i otwórz drzwi urządzenia.
Następnie wyjmij zestaw jednorazowego użytku z urządzenia i odłącz strzykawkę, aby umożliwić pobranie komórek do późniejszej analizy. Zazwyczaj fluidalne złoże komórkowe wygląda tak, jak pokazano na tym obrazie, z komórkami gromadzącymi się w środku i z przodu stożka, niewielką przestrzenią na końcu komory, w której komórki się nie gromadzą, oraz widocznym otworem we wlocie ładowania komórek. Fluidalne złoże komórkowe może zostać ściśnięte podczas wprowadzania nowego buforu o innej lepkości lub gęstości.
Do selekcji żywych komórek można zastosować wysokie natężenie przepływu, ponieważ martwe komórki są mniejsze i lżejsze i można je wypchnąć z komory poprzez zwiększenie natężenia przepływu. Zautomatyzowany proces przetwarzania wymiany bufora jest krótszy niż proces ręcznej wymiany bufora. W tej analizie wskaźniki odzysku między procesami ręcznymi i automatycznymi były podobne dla obu typów badanych komórek, a żaden z tych procesów nie miał wpływu na ich żywotność.
Odzyskane komórki wykazywały podobne tempo proliferacji, zdolności do wytwarzania cytokin i aktywności ideo, niezależnie od rodzaju przetwarzania. Ważne jest, aby pamiętać, że protokół ten służy jedynie jako wytyczna, dlatego użytkownicy muszą zaprogramować natężenie przepływu i prędkość wirowania zgodnie z typem komórki i buforem. Wymiana buforu jest pośrednim etapem w produkcji komórek, który może następować po ekspansji hodowli komórkowej lub kriokonserwacji i formułowaniu.
Celem jest wypracowanie sposobów na zamknięcie całego procesu. Wirowanie przeciwprądowe to bardzo wszechstronna platforma. Przyszłe badania będą dotyczyły zastosowań w selekcji komórek, takich jak usuwanie martwych komórek i izolacja komórek jednojądrowych z produktu chorizy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół przedstawia rozwiązanie dla zamkniętej, zautomatyzowanej wymiany buforu i zagęszczania w ramach małoskalowej produkcji komórek. Wymiana buforu odbywa się z wysokim odzyskiem i przy zastosowaniu niewielkiej objętości zagęszczonego produktu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Produkcja komórkowa
- Bioprocesy
- Automatyzacja protokołów laboratoryjnych
Wstęp
- Automatyzacja jest kluczowa dla skalowania procesów i zarządzania kosztami w produkcji komórkowej.
- Urządzenia do przeciwprądowego odśrodkowego przetwarzania komórek mogą zwiększyć wydajność.
- Nowi użytkownicy mogą uznać etapy automatyzacji za trudne.
- Ćwiczenie programowania i przeprowadzanie próbnych uruchomień mogą pomóc w zapoznaniu się z systemem.
Cel badania
- W celu zautomatyzowania etapów wymiany buforu i zagęszczania komórek.
- W celu poprawy wskaźników odzysku w bioprocesach w małej skali.
- Aby zapewnić niezawodną metodę przetwarzania komórek.
Zastosowane metody
- Użycie urządzenia do przetwarzania komórek w wirówce przeciwprądowej.
- Zamknięty zautomatyzowany protokół wymiany buforu.
- Przygotowanie roztworu soli fizjologicznej i albuminy surowicy ludzkiej.
- Zbiór komórek z naczyń hodowlanych.
Główne wyniki
- Wysokie stopnie odzysku osiągnięte podczas wymiany buforu.
- Uzyskanie produktu skoncentrowanego w małej objętości.
- Skuteczna automatyzacja etapów przetwarzania komórek.
- Wsparcie dla nowych użytkowników w zakresie programowania i uruchomień testowych.
Wnioski
- Automatyzacja zwiększa wydajność w produkcji komórkowej.
- Systemy zamknięte poprawiają bezpieczeństwo i niezawodność.
- Szkolenie jest niezbędne do efektywnego wykorzystania urządzeń automatycznych.
Najczęściej Zadawane Pytania
Znaczenie dla przemysłu
Zautomatyzowane systemy odśrodkowe z przeciwprądem eliminują krytyczne wąskie gardło w produkcji terapii komórkowych na wczesnym etapie, umożliwiając zamkniętą, skalowalną i powtarzalną wymianę buforu oraz zagęszczanie. Technologia ta wypełnia lukę między manualnymi, pracochłonnymi procesami a automatyzacją na dużą skalę, wspierając stabilny rozwój procesów i redukcję ryzyka. Jej modułowość i elastyczność sprawiają, że stanowi ona strategiczny zasób w rozwoju linii produkcyjnych terapii opartych na komórkach.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia standaryzację etapów przetwarzania komórek, co zapewnia spójne wyniki biologiczne.
- Ogranicza zmienność wynikającą z pracy manualnej, zwiększając wiarygodność wczesnych testów funkcjonalnych.
- Ułatwia szybką iterację i minimalizację ryzyka w przypadku hipotez opartych na komórkach.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Zapewnia powtarzalną wymianę buforu i zagęszczanie preparatów komórkowych gotowych do analizy.
- Wspiera ilościowe i skalowalne przepływy pracy w ramach dalszych badań przesiewowych.
- Zwiększa wiarygodność analizy poprzez utrzymanie żywotności komórek i wysokiego stopnia ich odzysku.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia przetwarzanie w systemie zamkniętym podczas przedklinicznych etapów formułowania i kriokonserwacji komórek.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkryć po walidację przedkliniczną poprzez standaryzację przetwarzania pośredniego.
- Zmniejsza ryzyko kontaminacji i dryfu procesu w przepływach pracy translacyjnych.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Ten zautomatyzowany system znajduje zastosowanie pomiędzy etapem ekspansji komórek a końcowym formułowaniem lub kriokonserwacją, wspierając zarówno wczesną fazę odkrywania, jak i przedkliniczne etapy produkcji.
- Biologia odkrywcza: Standaryzuje wymianę buforu i koncentrację w celu wsparcia badań komórkowych opartych na hipotezach.
- Screening: Dostarcza powtarzalne, gotowe do analizy zawiesiny komórkowe do oceny związków.
- Analityka: Zapewnia ilościowe wskaźniki odzysku i żywotności w celu porównywalności procesów.
- Badania translacyjne: Zachowuje integralność procesu podczas przygotowania preklinicznych produktów komórkowych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Modułowa konstrukcja umożliwia adaptację w różnych typach komórek i skalach procesowych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez minimalizację błędów manualnych i zmienności.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność, skalowalność i standaryzację procesów.
- Wartość strategiczna: Przyspiesza podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) i zmniejsza obciążenie zasobami we wczesnej fazie rozwoju.
- Wpływ na portfolio: Wspiera postępy skorygowane o ryzyko oraz harmonizację procesów w ramach różnych programów.
Wskazówki dotyczące implementacji
- Wymagane jest przeszkolenie operatora w zakresie programowania urządzenia i dostosowywania protokołu.
- Niezbędny jest dostęp do materiałów eksploatacyjnych dla systemów zamkniętych oraz kompatybilnych narzędzi analitycznych.
- Wymagane jest uzgodnienie parametrów procesu między zespołami w celu standaryzacji.
- Metoda jest dostosowywalna do różnych typów komórek poprzez regulację szybkości przepływu i prędkości wirowania.
- Może być wymagana optymalizacja pod kątem konkretnych lepkości lub gęstości buforów.
