Entwicklung löslicher Mikroträger (kleiner Partikel) für die Zellkultur in der regenerativen Medizin

In den letzten Jahren hat sich der Markt für Zellkulturen entsprechend dem wachsenden Bedarf an regenerativer Medizin und Biopharmazeutika stark entwickelt. Da viele Zellen durch Adhäsion wachsen, ist die Oberflächengestaltung für die Zellkultur von entscheidender Bedeutung. Konventionelle Methoden beinhalten die Kultivierung von Zellen auf modifizierten Oberflächen wie Petrischalen (zweidimensionale Kultur). Mit zunehmender Zellzahl steigt daher auch die Anzahl der benötigten Petrischalen, was einen größeren Kulturraum erfordert. Zudem erhöht die Notwendigkeit wiederholter Arbeitsschritte für jede Petrischale den Personalaufwand und das Risiko menschlicher Fehler. Um dieses Problem zu lösen, wird zunehmend eine Kulturmethode eingesetzt, die die Oberfläche von Mikroträgern nutzt (dreidimensionale Suspensionskultur). Viele dieser Mikroträger bestehen jedoch aus unlöslichen Polymeren, wodurch es im Kulturmedium zu Kollisionen zwischen den Mikroträgern und zur Bildung winziger Fragmente kommen kann. Diese Fragmente könnten durch Filter oder andere Methoden entfernt werden und pharmazeutische Formulierungen verunreinigen. Als Antwort auf diese Herausforderungen haben die beiden Unternehmen die Beschichtungstechnologie und die Expertise von DNP bei der Materialauswahl mit der Zellkulturtechnologie von HDD, die für medizinische Produkte geeignet ist, und deren Expertise im Bereich der Einhaltung regulatorischer Bestimmungen kombiniert, um einen löslichen Mikroträger zu entwickeln, der die Massenzellkultur ermöglicht und die Sicherheit erhöht, während gleichzeitig die regulatorischen Anforderungen erfüllt werden.

Im Vergleich zur gängigen Plattenkultur auf Petrischalen kann dieser Mikroträger die Produktionseffizienz durch die Reduzierung von Arbeitsschritten und Personalaufwand, die Verkleinerung des Kulturraums und die Steigerung der Produktionsleistung verbessern. Beispielsweise kann dieser Mikroträger den Kulturraum und die Menge des verwendeten Kulturmediums um 75 % reduzieren (berechnet anhand der HDD-Werte). In der regenerativen Medizin werden pro Patient und Behandlung möglicherweise mehr als 100 Millionen (^10⁸) Zellen benötigt. Daher ist der Einsatz dieses Mikroträgers für die Massenkultur effektiv und verspricht Kostensenkungen.

Das Hauptmaterial dieser Mikroträger ist ein lösliches Natriumalginatgel, gewonnen aus hochgradig biokompatiblen Algen. Im Gegensatz zu herkömmlichen unlöslichen Polymerprodukten entstehen bei diesem sicheren Produkt selbst bei Kollisionen der Mikroträger während der Kultivierung keine unlöslichen Mikrorisse. Darüber hinaus ermöglicht das Trennverfahren – anders als bei unlöslichen Polymerprodukten – die einfache Gewinnung der kultivierten Zellen durch Auflösen der Mikroträger mit einem in der regenerativen Medizin üblichen Trennmittel. Dies minimiert Zellschäden und verbessert die Effizienz und Qualität der Behandlung.

Dieser Mikroträger wurde im Rahmen der „Konsultation zur Eignung von Materialien für Produkte der regenerativen Medizin“ der Pharmaceuticals and Medical Devices Agency (PMDA) als geeignet für die Verwendung als Material in Produkten der regenerativen Medizin bestätigt (ein System, das die Eignung von Materialien überprüft, die bei der Herstellung von Produkten der regenerativen Medizin verwendet werden).

DNP und HDD haben eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung zur Verbesserung der Effizienz der Zellkultur unter Verwendung von Mikroträgern als Kerntechnologie abgeschlossen und werden weitere zellkulturbezogene Technologien, Produkte und Dienstleistungen entwickeln und damit zur zukünftigen Entwicklung der regenerativen Medizin beitragen.