В последние десятилетия растущий спрос на инновационные терапевтические методы лечения привел к значительным усилиям и инвестициям в ресурсы в области трансляционной медицины1. Клеточные продукты связаны с рисками, определяемыми клеточным источником, производственным процессом (выделение, экспансия или генетическая модификация) и неклеточными добавками (ферменты, факторы роста, культуральные добавки и антибиотики), и эти факторы риска зависят от конкретных терапевтических показаний. На качество, безопасность и эффективность конечного продукта могут оказывать глубокое влияние вышеуказанные элементы2. Терапия стволовыми клетками требует соблюдения принципов биобезопасности; Потенциальные риски патогенной передачи с продуктами животного происхождения в культуре клеток могут быть проблематичными, и тщательное тестирование любого продукта, введенного в производство, имеет важное значение3.
Традиционный метод выделения стволовых клеток, полученных из жировой ткани человека (hASCs), включает ферментативное расщепление, выполняемое коллагеназой, с последующим промывом этапов центрифугирования4. В то время как ферментативная изоляция, как правило, считается более эффективной, чем другие механические методы, с точки зрения выхода клеток и жизнеспособности, используемые компоненты животного происхождения, такие как коллагеназа, считаются более чем минимально манипулируемыми Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Это означает, что существует значительно повышенный риск иммунных реакций или передачи заболевания, что ограничивает перевод терапии hASC в клинические условия 5,6.
Пищеварение на основе трипсина является еще одним ферментативным протоколом для выделения ИСС. Были описаны различные методы с небольшими изменениями с точки зрения концентрации трипсина, скорости центрифугирования и времени инкубации. К сожалению, этот метод недостаточно хорошо описан, и в литературе отсутствует сравнение, особенно с протоколами механической изоляции7. Однако с точки зрения переводимости подхода трипсин имеет те же недостатки, что и коллагеназа.
Альтернативные методы выделения для получения ИСС, основанные на механических силах и без добавления ферментов, включают высокоскоростное центрифугирование (800 x g или 1,280 x g, 15 мин) фрагментов жировой ткани. Затем гранулы инкубируют с буфером лизиса эритроцитов (5 мин), после чего следует еще одна стадия центрифугирования при 600 x g перед ресуспендированием в питательной среде. Несмотря на большее количество клеток, выделенных в первые дни по сравнению с методами эксплантата, предыдущее исследование показало более низкую или отсутствующую пролиферацию после второй недели культивирования8.
Кроме того, дальнейшие манипуляции с ксеногенной добавленной средой, такой как эмбриональная бычья сыворотка (FBS), которая используется в качестве добавки фактора роста для клеточной культуры, связаны с повышенным риском иммунной реактивности и воздействия вирусных, бактериальных или прионных инфекций пациента-хозяина 9,10. Иммунные реакции и развитие крапивницы уже были описаны у лиц, получавших несколько доз мезенхимальных стволовых клеток, продуцируемых с помощью FBS11. Кроме того, FBS подвержен вариабельности от партии к партии, что может повлиять на качество конечного продукта12.
В соответствии с руководящими принципами надлежащей производственной практики (GMP) следует избегать ферментативной диссоциации тканей и заменять FBS добавками, не содержащими ксеногенов. Эти шаги вместе с более надежными и воспроизводимыми протоколами необходимы для поддержки применения клеточной терапии 3,13.
В этом контексте лизат тромбоцитов человека (hPL) был предложен в качестве замены FBS, поскольку он представляет собой бесклеточную, содержащую белок, обогащенную фактором роста добавку, и ранее он был представлен среди продуктов на клеточной основе клинического класса в качестве добавки питательной среды для культивирования и размножения клеток in vitro 14,15. Поскольку hPL является продуктом человеческого происхождения, он часто используется в качестве заменителя FBS во время культивирования in vitro hASCs, предназначенных для клинического применения, тем самым уменьшая проблемы, связанные с иммунологическими реакциями и инфекциями, связанными с переводимостью FBS15,16.
Несмотря на более высокие производственные затраты, уже было продемонстрировано, что по сравнению с FBS hPL поддерживает жизнеспособность клеток для многих типов клеток, увеличивает пролиферацию, задерживает старение, обеспечивает стабильность генома и сохраняет клеточный иммунофенотип даже в поздних клеточных пассажах; Все эти элементы способствуют переходу на эту культуру Дополнение11.
Целью данной работы была разработка стандартизированного протокола выделения и культивирования hASC полным безживотным методом, без изменения физиологии клеток и свойств стволовости по сравнению с классическими hASC, культивируемыми FBS (рис. 1).