用于附着依赖性细胞的大规模培养的可缩放高产量系统

随着越来越多的细胞和基因治疗从研究进展到临床试验和商业化,需要高效制造大量细胞的需要至关重要。这些疗法中使用的许多细胞是附着的,这意味着它们需要在其上生长和膨胀的表面。对于附件的这种需求使它们在大量方面产生更具挑战性,因为粘附系统并不传统地扩展到可以通过悬架系统实现的高体积。然而,悬架系统通常需要更多的时间和资源来发展成功的过程。

除了可扩展性之外,成功的生产系统还能够在小足迹中实现高电平的产量。高效扩大的扩大不应需要大量增加足迹,这需要更大的制造设施和更多的资本投资。

最后,依赖于附着的细胞产生理想地将在封闭的系统中进行。封闭系统利用设计的设备和操作,以确保产品不暴露在房间环境中。可以将材料引入到封闭的系统中,但是必须以这样的方式进行添加,以避免产品将产品暴露在房间环境中。实现封闭系统的最大且最容易最容易获得的益处之一,无论是在研究,飞行员还是大规模,都在降低病毒或其他不征区污染的风险。

案例研究 - 在VERO和HEK293T细胞系中最大限度地提高产量

康宁最近发表了一个很好的应用笔记,“最大限度地利用康宁®Sellcube®系统”的附着依赖性细胞的产量“。在应用笔记中,他们提出了一个案例研究,展示了CellCube系统如何有效地扩大了两个常用的附着依赖性细胞系,Vero和Hek293t的制造。

我们很幸运能够采访申请笔记的作者,并在下面包括面试成绩单。

CellCube系统

康宁细胞纤维系统为附着依赖性细胞的大规模培养提供简单,紧凑和可扩展的方法。每个细胞模块由一系列平行的聚苯乙烯板组成,该聚苯乙烯板连接以在相邻板之间产生薄的密封层流空间。CellCube模块有三种基本尺寸(表1)。10-和25层模块分别包括10和25培养板,而100层模块由四个25层模块系列组成。由于气体调节培养基通过细胞纤维培养基,模块的设计允许在模块内的所有细胞上具有低差分梯度的营养和氧气。

表1:康宁Cellcube系统可扩展性从过程开发到生产

学习规划

在目前的研究中,细胞纤维系统用于扩增两种常用的生物生产细胞系,HEK293T和VERO。基本封闭系统配置有蠕动泵,以通过Cellcube 100层模块驱动连续循环,并配对EPPendorfBioflo®10(控制器; Eppendorf B120Acs000)与BioBlu®3C单使用生物反应器(Sub; Eppendorf 1386000300)配对用于中等调理。控制器简化循环介质的氧合和pH控制。Sub中的中等调节足以分别在细胞纤维100层模块中维持HEK293T和Vero细胞生长,分别为5-和6天的膨胀。HEK293T和VERO细胞系大于10亿细胞的最终收获产量证明了细胞纤维系统的纯合适的粘附性细胞系培养物的效用,具有有效的培养基使用。

案例研究中的亮点

封闭式文化和媒体调节系统

通过蠕动泵从副中除去系统内的培养基(约2L),然后泵入并分布在整个康宁蜂窝通道100层模块中。介质从CellCube模块的出口流,回到Sub用于调节。控制器通过Nahco自动控制pH值3.和co.2。介质中的溶解氧(DO)也由控制器维持,该控制器连续地刷新所提供给亚次空间的气体混合物并直接喷射到培养基中。仔细控制子内的流体流动和气体交换,以帮助消除湍流,发泡和防止蛋白质降解。在培养基中添加消泡剂助剂在还原介质发泡中(图1)。*蠕动泵,控制器和Sub单独出售。

图1:CellCube作为封闭系统的一部分

高效的细胞播种

Cellcube 100层模块用作培养平台,用于扩增HEK293T和VERO细胞系,其中介质调节(图2)。通过单个播种将细胞接种到细胞组模块上。对于单次播种,从细胞纤维模块中除去预平衡的培养基,用细胞接种整体8.5×104cm2表面积并返回到CellCube模块。将容器旋转成垂直位置以使聚苯乙烯培养板的第一侧进行种子(图3)。HEK293T和TC处理血管上的HEK293T和VERO细胞系的历史数据表示20至30分钟的附着时间,因此初始播种为血管的第一侧为20分钟。将每次随后旋转孵育20至30分钟,总共每侧孵育两个。一些细胞系,例如间充质干细胞(MSCs)可能需要延长的播种时间。

图2:康宁Cellcube模块单播种过程。(1)平衡介质从康宁细胞组模块中排空,接种细胞悬浮液以使细胞纤维模块的两侧(8.5×104cm 2)进行种子,并且通过细胞悬浮液重新填充细胞纤维模块。接下来(2-5),管道在入口和出口中夹紧,并且康宁蜂窝板模块随着出口垂直旋转。进行两种旋转播种以完成播种。(6)播种后,在恢复循环之前将蜂窝线模块返回到静止位置30分钟。

需要最小操作员干预的高电池产量

HEK293T和VERO培养物在康宁蜂窝系统中扩展,干预最小。控制器提供了对温度,pH和溶解氧的紧密控制,这充分调节了亚的循环介质。每日离线培养基分析用于监测pH和溶解的气体。根据需要,根据离线值重新校准系统pH。此外,通过培养基分析跟踪葡萄糖耗尽和乳酸积累,以确定收获日(应用笔记中提供的数据)。对于HEK293T培养,中等葡萄糖水平在培养的第3天和第4天之间开始减少,因为乳酸水平开始上升(在申请笔记中提供的数据)。Vero扩展进展速度较慢,稳定的葡萄糖耗尽与第3到5天的乳酸累积重合(应用笔记中提供的数据)。

代谢产物浓度被证明是细胞汇合的可预测决定因素,因为最终收获产量与相同细胞类型的不同膨胀率之间相当。HEK293T总收获平均1.4 x 1010.±1.4 x 109.具有> 97%活力的细胞(图6a),其对应于1.6 x 105.±1.9 x 104.细胞/ cm.2或33±4倍的扩展(图6B)。总VERO收获平均为1.1 x 1010.±3.6 x 109.具有> 97%活力的细胞(图6a),其对应于1.3 x 105.±4.3 x 104.细胞/ cm.2或26±9x扩展(图6B)。

图3:从康宁蜂窝通道100层模块中的细胞膨胀大规模收获。总收获产量(a)和折叠膨胀(b)

紧凑的占地面积高产量

给出这种紧凑的占地面积的收率值得注意,因为生产水平缩放到相同的表面积所需的标准平面培养容器的数量(表3)。例如,四个康宁蜂窝通道100层模块的总表面积相当于几十个多层堆叠培养容器,或400辊瓶。使用许多堆叠船只需要大量的培养箱空间或温暖的房间和用于滚筒瓶培养的机架。更不用说,处理如此多的文化船只的符合人体工程学挑战与紧凑的细胞网系统。具有蠕动泵的整个封闭系统,包括控制器和子所需的最小空间,例如温室中的3英尺x 5英尺区域。当然,总面积根据具有用于介质调节和蠕动泵的亚的数字控制器的尺寸而变化。

可扩展性

康宁研究表明,较小的细胞纤维10层模块中的介质制剂和培养参数的优化可以容易地缩放到蜂窝线100层模块。因此,CellCube系统的线性可扩展性使得通过对制造过程的过程开发来实现从研究转变。

采访学习作者,Ann E. Rossi,PHD

在细胞库中成功地生产了其他细胞系?

在我们的实验室中,我们已成功培养Vero,Hek293t和MDBK细胞。在应用说明中还有几个同行评审出版物 - 评估BHK,CHO,MRC-5,COS M6,SKNMC,TE FROE GA18和Phoenix Frape-1和Phoenix Frape-3的扩展。

您能用Cellcube描述生产的理想规模吗?

使用CellCube的理想规模和配置是细胞系和过程依赖性。每个过程的最佳刻度可以通过不同的配置的歧管模块来定制,改变中等调节的生物反应器的尺寸和/或数量,并调节灌注速率,以满足气体交换,营养递送和代谢物废物的细胞要求。

细胞健康如何在细胞立方体中与其他类型的培养系统进行比较?

细胞纤维系统中的中等循环或灌注用条件培养基连续地饲喂培养基,最终能够更好地用于细胞健康。基于历史数据,细胞健康在细胞间系统与其他粘附细胞培养容器中不好。然而,我们没有直接比较细胞集系统中扩展的细胞的健康与其他大规模的追认平台。

从工作流程的角度来看,Cellcube操作和培训有多简单?

康宁细胞纤维系统对粘附细胞的质量培养来说很简单。Cellcube系统操作可以快速学习一般粘附细胞培养和封闭的生物过程系统的基本知识。在培训上花费的大部分时间都涉及学习生物反应器控制器系统的设置和操作(单独出售)。培训后,一个单个操作员可以通过细胞收获从平衡运行CellCube 100层过程。

在生产方面,研究中最令人兴奋的方面是什么?

本研究中最激动人心的方面是我们可以基于代谢物测量确定收获日期的可预测性。在初步研究中,我们将在特定的密度和基于我们的伴侣T瓶培养的汇合的汇合中播种X次数。我们没有得到预期的收益率。一旦我们开始依靠葡萄糖和乳酸测量,我们就可以可靠地获得。虽然此策略可能不适用于所有细胞类型,但我们只是依赖于系统,告诉我们它准备好收获!

关于受访者:


Ann E. Rossi,PHD

罗西博士毕业于罗切斯特大学医学院和牙科,博士学位。在药理学和芝加哥大学获得博士后培训。在加入Corning之前,Ann曾在一家小型私立制药公司担任Armgo Pharma,Inc。的高级科学家,为开发公司筛查级联的新测定提供了她在钙信号中的专业知识。安娜开始了她的职业生涯,作为康宁生命科学作为应用实验室经理,她利用她利用她强大的学术和行业研究经验来指导应用实验室的活动。目前,Rossi博士是高级BioProcess应用科学家,作为技术领导,以产生支持康宁寿命生物过程和细胞/基因治疗组合,包括Cellcube和Upperstack平台。

要了解更多信息,请参加网络研讨会:用康宁蜂窝系统系统最大限度地提高附着依赖性细胞的产量,罗西博士呈现

有关更多信息,请参阅康宁细胞纤维文化系统

读取应用程序注意事项,使用康宁®Bellcube®系统最大限度地提高附着依赖性细胞的产量

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