Respiring cultureware for high-density, scalable, multipurpose cell-based bioproduction

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología Celular
• Bioingeniería

Sus antecedentes:

• El transporte de oxígeno en el cultivo de tejidos in vitro está limitado por los materiales de poliestireno.
• Los lechos capilares nativos proporcionan una oxigenación superior en comparación con los sistemas de cultivo actuales.
• El transporte de oxígeno ineficiente dificulta el cultivo celular 3D de alta densidad.

Objetivo del estudio:

• Ingeniería de un novedoso sistema de cultivo para el cultivo celular 3D eficiente y de alta densidad.
• Mejorar el transporte de oxígeno in vitro utilizando un enfoque bioinspirado.
• Demostrar la utilidad del sistema de cultivo diseñado para la bioproducción intensificada.

Principales métodos:

• Diseño de membranas de silicona micromoldeadas para mejorar el transporte de oxígeno.
• Utilización de modelado de elementos finitos para optimizar el diseño de la membrana.
• Desarrollo de la microarquitectura del "respirador celular de alta densidad" (HDCR) con aletas de silicona.
• Evaluación de la celularidad y la compatibilidad con diversos tipos de cultivo celular.

Principales resultados:

• Se logró un alto transporte de oxígeno (kLa local > 100/hora) con membranas de silicona.
• Se obtuvieron rutinariamente celularidades que exceden 1E8 células/cm³ en líneas celulares comunes.
• Se demostró la compatibilidad con cultivos adherentes, en suspensión, microportadores y esferoides.
• Se mostró una escalabilidad lineal en múltiples formatos de cultivo.

Conclusiones:

• El sistema de cultivo HDCR diseñado mejora significativamente el transporte de oxígeno para el cultivo celular 3D.
• Este enfoque bioinspirado permite cultivos celulares de alta densidad que se acercan a los límites teóricos.
• El sistema de cultivo HDCR es una plataforma versátil para la bioproducción intensificada, incluida la fabricación de vectores virales, anticuerpos y CAR-T.