Microportadores y biorreactores de tanque de acero agitado
La investigación en microportadores y biorreactores de tanque de acero agitado para aplicaciones de terapia celular ha aumentado rápidamente desde mediados de la década de 2000.
Esto se debe principalmente a la constatación de que es poco probable que otras plataformas de fabricación de terapias celulares puedan generar la cantidad de células para indicaciones clínicas, que requieren > 109células por lote.
Se han realizado numerosos estudios utilizando biorreactores de tanque de acero agitado y microportadores tanto en el ámbito académico como en la industria, y aunque la escalabilidad ha sido el factor principal para cambiar a un sistema de biorreactor de tanque agitado, existen otras ventajas.
Estos incluyen la capacidad de monitorear y controlar los parámetros clave del bioproceso, la flexibilidad para operar a través de diferentes modos de operación (es decir, lote, lote alimentado, perfusión) bajo un sistema completamente cerrado y la capacidad de lograr un sistema bien mezclado, creando así un ambiente de cultivo homogéneo.
Además, hemos demostrado que también ofrecen la posibilidad de recolectar células in situ.
No se requirieren generalmente adaptaciones específicas para hacer crecer con éxito las hMSC en el biorreactor de tanque agitado.
Algunos sistemas constan de cuatro deflectores unidos perpendicularmente a la pared del recipiente con un impulsor de tres palas de paso de 45∘que bombeaba hacia abajo, que se agita a la velocidad mínima requerida para mantener los microportadores en suspensión.
Vale la pena señalar que esta dirección de bombeo, combinada con un diámetro del impulsor (D) de ~ 0,4 del diámetro del tanque del biorreactor (T) (aquí D / T = 0,44) permite la suspensión de microportadores con la menor intensidad de agitación.
Los biorreactores de tanque agitado utilizados junto con microportadores tienen la ventaja de que son sistemas bien entendidos y bien caracterizados, que demuestran ser rentables y fiables para la producción biofarmacéutica.
Además de esto, con la necesidad de ser lo suficientemente personalizables para acomodar múltiples células candidatas a terapias, los sistemas de microportadores son ventajosos porque los microportadores específicos están actualmente disponibles o se pueden desarrollar con carga variable, revestimiento de superficie y forma para adaptarse a tipos de células específicos.
Además, con respecto a la personalización y la flexibilidad, los biorreactores de tanque agitado permiten diferentes modos de operación, como cultivo por lotes, lote de alimentación o cultivo de perfusión, que nuevamente se pueden adaptar para cada proceso dependiendo de los requisitos específicos de la célula.
Descripción general de los estudios que utilizan un biorreactor de tanque de acero agitado y un sistema de microportador
Los estudios han investigado el cultivo de múltiples tipos de células en microportadores, incluidas las ESC de humanos y ratones, las hiPSC y las hMSC. Sin embargo, la mayor parte de la literatura sobre la expansión de microportadores de células madre se ha realizado en hMSC, con una variedad de microportadores disponibles comercialmente.
Aunque originalmente gran parte de la investigación sobre MSC y expansión de microportadores se centró en aplicaciones de ingeniería de tejidos, en 2007, Frauenschuh et al. publicó el primer estudio de expansión de MSC en microportadores con el único objetivo de la producción de células.
Muchos de los estudios realizados hasta ahora han demostrado la capacidad de cultivar hMSC en microportadores, algunos incluso a escala de litros, y a lo largo de los años, ha habido un aumento constante en las densidades celulares notificadas que se pueden obtener a través de estos sistemas. Incluso con la densidad celular actual, demostramos que un biorreactor de 5 l que contiene 2,5 l de medio de cultivo puede producir tantas células como ~ 65 matraces T-175 totalmente confluentes que se cultivan en un sistema de escalamiento controlado, equivalente a ~ 2/3 de la capacidad de CompacT SelecT.