Крупномасштабное производство клеток на основе растворимых пористых микроносителей GMP-класса
July 7th, 2023
Здесь мы представляем протокол для достижения крупномасштабного производства адгезивных клеток с помощью полностью закрытой системы на основе растворимых микроносителей GMP-класса. Культивирование мезенхимальных стволовых клеток человека, клеток HEK293T и клеток Vero было валидировано и соответствовало как количественным требованиям, так и критериям качества для индустрии клеточной и генной терапии.
За последние два десятилетия индустрия клеточной и генной терапии стала свидетелем экспоненциального роста. Тем не менее, существует большой технологический разрыв между лабораторными исследованиями и производством промышленных навыков. В соответствии с нормативной политикой и для удовлетворения экологических требований отрасли CGT для производства клеточной терапии были внедрены автоматизированные закрытые системы.
Для адгезивных клеток перспективным является культивирование с использованием микроносителей в масштабируемых биореакторах с перемешиванием. Как правило, коммерциализированные микроносители нежелательны. Забор клеток с помощью трипсинизации и сохранения микроносителей по размеру не только неэффективен и сложен, но и влияет на качество клеток и вызывает проблемы с безопасностью.
В этом исследовании мы успешно добились крупномасштабного производства клеток на основе растворимых микроносителей 3D TableTrix GMP-класса в автоматизированной и закрытой системе. Более 11 миллиардов мезенхимальных стволовых клеток человека были получены в результате двухступенчатого расширения в течение девяти дней. Мы также продемонстрировали высокую плотность культивирования клеток HEK293T и Vero, в которых обе плотности достигали более 10 миллионов клеток на миллилитр.
Эта передовая биопроизводственная платформа позволяет эффективно расширять и полностью собирать клетки адгезии автоматизированным и закрытым способом. Наш протокол дает возможность повысить эффективность производства и усовершенствовать контроль качества при промышленном производстве продукции CGT.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
В данной статье представлен протокол для масштабного производства адгезивных клеток с использованием полностью закрытой системы с растворимыми микроносителями класса GMP. Культивирование мезенхимальных стволовых клеток человека, клеток HEK293T и клеток Vero было проверено для соответствия требованиям качества и количества в отрасли клеточной и генной терапии.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Клеточная и генная терапия
- Техники культивирования клеток
- Биообработка
Предыстория
- Индустрия клеточной и генной терапии стремительно развивалась за последние два десятилетия.
- Существует значительная пропасть между лабораторными исследованиями и промышленным производством.
- Автоматизированные закрытые системы применяются для производства клеточных терапевтических препаратов.
- Обычные микроносители создают проблемы при сборе клеток и обеспечении их качества.
Цель исследования
- Разработать масштабируемый метод культивирования адгезивных клеток.
- Улучшить эффективность и безопасность процессов сбора клеток.
- Соблюдать нормативные стандарты в производстве клеточной терапии.
Используемые методы
- Использование растворимых микроносителей класса GMP.
- Реализация полностью закрытой системы для культивирования клеток.
- Проверка типов клеток, включая мезенхимальные стволовые клетки человека, клетки HEK293T и клетки Vero.
- Оценка количественных и качественных критериев для применений в клеточной терапии.
Основные результаты
- Протокол успешно культивировал адгезивные клетки в больших масштабах.
- Критерии качества произведенных клеток соответствовали стандартам отрасли.
- Производство в закрытой системе показало улучшенную безопасность и эффективность.
- Проверенные типы клеток подходят для терапевтических применений.
Выводы
- Разработанный протокол учитывает ключевые задачи в производстве клеток.
- Он предоставляет надежный метод производства адгезивных клеток в соответствии с нормативными требованиями.
- Этот подход может улучшить масштабируемость производства клеточной и генной терапии.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Industrial-scale manufacturing of adherent cells is a critical bottleneck for cell and gene therapy (CGT) pipelines, where scalability, quality, and regulatory compliance directly impact portfolio advancement. The integration of GMP-grade dissolvable porous microcarriers with automated closed bioprocessing platforms addresses key challenges in cell expansion, harvest efficiency, and standardization. This capability enables robust, reproducible, and high-yield production of therapeutic cell types, supporting translational continuity and risk-adjusted decision-making across CGT programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rapid expansion of adherent cell types for hypothesis-driven functional studies.
- Supports biological de-risking by providing high-quality, phenotypically stable cell populations.
- Facilitates predictive confidence in downstream assays by ensuring consistent cell quality and viability.
Screening & Assay Development
- Delivers validated, scalable cell sources for high-throughput screening and assay standardization.
- Improves reproducibility and quantitative output by minimizing manual handling and contamination risk.
- Enables platform reuse for multiple cell types, supporting flexible assay development pipelines.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant cell models by supporting expansion of hMSCs, HEK293T, and Vero cells.
- Maintains phenotypic and functional integrity post-expansion, supporting translational biomarker studies.
- Reduces biological risk in preclinical validation by ensuring high viability and differentiation capacity.
Pipeline & Workflow Integration
This bioprocessing platform bridges early discovery, lead identification, and preclinical manufacturing by enabling scalable, GMP-compliant cell production within closed systems.
- Discovery Biology: Supports robust hypothesis testing and pathway interrogation with high-quality cell outputs.
- Screening: Provides assay-ready, reproducible cell populations for compound evaluation and platform standardization.
- Analytics: Enables quantitative assessment of cell yield, viability, and phenotype for cross-condition comparison.
- Translational Research: Ensures continuity from discovery to preclinical validation with disease-relevant cell types.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, reusable manufacturing capability for diverse CGT programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cell-based workflows.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of cell manufacturing processes.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of CGT assets through reliable cell supply.
Implementation Considerations
- Requires expertise in bioreactor operation, cell culture, and process automation.
- Demands access to GMP-grade dissolvable microcarriers and closed-system bioprocessing infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of protocols for consistent output quality.
- Adaptation may be needed for different adherent cell types or scale requirements.
- Throughput and scalability are limited by bioreactor capacity and process integration.
Biopharma FAQs
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
