识别和优化关键的过程参数,以大规模制造IPSC衍生胰岛素生成β细胞

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 内分泌学 在内分泌学.

背景情况:

• 1型糖尿病需要终身胰岛素治疗,因为胰腺β细胞的自身免疫破坏.
• 岛屿移植是一种潜在的治疗方法,但在供体可用性和免疫抑制要求方面存在局限性.
• 诱导多能干细胞 (iPSCs) 为产生功能β细胞提供了可扩展的来源,但目前的分化方法并没有针对大规模悬浮培养进行优化.

研究的目的:

• 开发和优化可扩展的悬浮培养过程,以使iPSCs分化为胰岛素生成细胞.
• 调查生物反应器扩展参数及其对iPSC差异化对潜在治疗应用的影响.

主要方法:

• 利用一个优化的高维实验设计 (HD-DoE) 协议来扩大生物反应器的规模.
• 在垂直轮生物反应器中实施了三阶段的悬浮制造工艺,从粘附到悬浮培养过渡.
• 采用连续运行的生物反应器来分析营养限制和差异化效率.

主要成果:

• 建立了一个可扩展的三级悬浮过程,使用TB2介质进行iPSC扩展.
• 延长的分化时间和阶段性优化增强了iPSC衍生的小岛类群集的标记体表达和成熟.
• 与对照生物反应器相比,连续生物反应器表现出代谢转变和更类似于β细胞的分化特征. 冷保存的聚合物保持了生命力和胰岛素分泌能力.

结论:

• 增加阶段持续时间和受控的介质补充,导致乳酸积累,增强大规模悬浮培养中的胰岛素生成细胞的分化能力.
• 开发的悬浮培养过程显示出对功能性β细胞的大规模生产的承诺,用于潜在的糖尿病移植疗法.