توسعه فرآیند بدون سرم: بهبود عملکرد و ثبات تولید سلولهای استرومای مزانشیمی انسان
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 14 مهر 1394
| امتیاز:
سابقه اهداف:
تولید مقرون به صرفه سلولهای استرومایی مزانشیمی انسانی (hMSCs) برای دسترسی و درمان های ویژه بیمار نیاز به افزایش تمرکز بر روی بهبود بازده محصول و کنترل ثبات تولید دارد.
مواد و روش ها:
سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان (BM-hMSCs) دو اهداکننده به مدت 36 روز درکشت تک لایه با محیط همراه با سرم جنین گاوی (FBS) و یا محیط بدون سرم PRIME-XV (SFM) تکثیر داده شد. سلول ها در طول کشت از نظر میزان تکثیر، قطر متوسط سلول ، پتانسیل تشکیل کلونی، پتانسیل استخوان زایی، بیان ژن و متابولیت ها مورد سنجش قرار گرفتند.
نتایج:
تکثیر BM-hMSCs در محیط PRIME-XV SFM منجر به میزان بالاتر رشد (P <0.001) و افزایش ثبات بین اهدا کنندگان در مقایسه با کشت مبتنی برFBS شد. کشت مبتنی برFBS محدوده تولید درون گروهی 0.9 و 5 روز را در هر دوز در مقایسه با 0.5 و 0.6 روز در SFM برای هر رده اهدا کننده BM-hMSC نشان دادند. ثبات بین اهدا کنندگان نیز با استفاده از PRIME-XV SFM با دامنه تولید 0.9 روز در مقایسه با 19.4 روز در کشت مبتنی بر FBS بهبود یافته بود . قطر متوسط سلول نیز به عنوان یک استاندارد فرآیند برای نرخ رشد و پیری BM-hMSC از طریق یک همبستگی (R (2) = 0.8705) در تمام شرایط نشان داده شد PRIME-XV SFM . همچنین موجب افزایش ثبات در ویژگی های BM-hMSC مانند مصرف متابولیت ها توسط هر سلول ، پتانسیل تشکیل کلنی در شرایط آزمایشگاهی و پتانسیل استخوان زایی با وجود تعداد بیشتر دوبرابر شدن جمعیت شد.
نتیجه گیری:
ما بازده و ثبات تکثیر BM-hMSC را بین اهدا کنندگان افزایش داده و یک سطح کنترل شده از محصول را ارائه کردیم که پتانسیل افزایش مقرون به صرفه و کاهش خطر این نوع فرآیند تولید را داراست.
Cytotherapy. 2015 Nov;17(11):1524-35. doi: 10.1016/j.jcyt.2015.08.002.
Serum-free process development: improving the yield and consistency of human mesenchymal stromal cell production.
Heathman TR1, Stolzing A1, Fabian C2, Rafiq QA3, Coopman K1, Nienow AW4, Kara B5, Hewitt CJ6.
Abstract
BACKGROUND AIMS:
The cost-effective production of human mesenchymal stromal cells (hMSCs) for off-the-shelf and patient specific therapies will require an increasing focus on improving product yield and driving manufacturing consistency.
METHODS:
Bone marrow-derived hMSCs (BM-hMSCs) from two donors were expanded for 36 days in monolayer with medium supplemented with either fetal bovine serum (FBS) or PRIME-XV serum-free medium (SFM). Cells were assessed throughout culture for proliferation, mean cell diameter, colony-forming potential, osteogenic potential, gene expression and metabolites.
RESULTS:
Expansion of BM-hMSCs in PRIME-XV SFM resulted in a significantly higher growth rate (P < 0.001) and increased consistency between donors compared with FBS-based culture. FBS-based culture showed an inter-batch production range of 0.9 and 5 days per dose compared with 0.5 and 0.6 days in SFM for each BM-hMSC donor line. The consistency between donors was also improved by the use of PRIME-XV SFM, with a production range of 0.9 days compared with 19.4 days in FBS-based culture. Mean cell diameter has also been demonstrated as a process metric for BM-hMSC growth rate and senescence through a correlation (R(2) = 0.8705) across all conditions. PRIME-XV SFM has also shown increased consistency in BM-hMSC characteristics such as per cell metabolite utilization, in vitro colony-forming potential and osteogenic potential despite the higher number of population doublings.
CONCLUSIONS:
We have increased the yield and consistency of BM-hMSC expansion between donors, demonstrating a level of control over the product, which has the potential to increase the cost-effectiveness and reduce the risk in these manufacturing processes.
PMID: 26432558