メインコンテンツにスキップ

“可溶性微载体”通过提高细胞培养效率开拓再生医学的未来

再生医学作为一项拓展医疗可能性的技术,正日益受到关注。然而,其广泛应用的一大障碍在于,与现有药物相比,其生产成本较高。为了应对这一挑战,Dai Nippon Printing Co., Ltd.(DNP)与Hyperion Drug Discovery株式会社(HDD)联合开发了一种“可溶性微载体”。该产品有望通过提高细胞培养效率来降低生产成本,并因其良好的生物相容性而有助于提高给药后的安全性。本文将介绍该产品的特点和应用前景。

提高对再生医疗的期待和课题

近年来,在ES细胞和iPS细胞等多能干细胞的开发中,再生医学的研究正在加速。这些细胞能够转化 (分化) 成不同的细胞,具有与分化细胞相同的能力,并且可以作为再生和修复失去的器官和身体功能的突破性治疗的基础。因此,多能干细胞正在研究治疗与心脏,神经,软骨,眼睛,血液和免疫相关的各种疾病的技术。

干细胞向血管内皮、软骨、心肌、骨、肝、神经等细胞分化

这种再生医学始于2007年批准的用于治疗严重烧伤的细胞片,目前已批准10多种,但由于培养细胞需要时间和精力,因此价格高于传统药物它越来越贵了。即使在高额医疗制度下也不能随便使用,需要更有效地大量培养细胞的方法。

作为解决这些问题的材料,DNP和HDD联合开发了“可溶性微载体”,可以通过大规模培养实现工作效率和成本降低。

凭借在“印刷与信息”(P&I)领域的专长,DNP专注于开发医疗&保健相关新业务。公司拥有众多创新成果,包括可在线监测患者用药依从性的“药物支持服务”、具有药物研发应用潜力的“微型肠道”(三维器官模型)以及利用人工智能的“AI辅助胸癌筛查图像解读系统”。在再生医学领域,DNP自2011年“再生医学创新论坛”成立以来便积极参与其中,并建立了产学研合作关系,包括在大阪大学设立联合研究教席六年,以及在东京医科齿科大学设立联合研究教席十余年。

在这种情况下,2020年,通过将DNP所拥有的细颗粒表面加工技术和材料选择的专有技术与适用于HDD医疗产品的细胞培养技术和药物监管合规性知识相乘,实现了合作。两家公司合作推进材料选择,客户访谈,样品提供,制造工艺设计等各个阶段,并于2023年3月发布了“可溶性微载体”。

大大提高了细胞培养的工作效率和安全性

细胞的培养方法大致分为“悬浮培养”和“粘附培养”。前者是用于培养像血液中的细胞一样漂浮和增殖的方法,后者是用于培养粘附和增殖的细胞的方法,例如肌肉,皮肤,软骨。期望提高这种“粘附培养”工作的效率是将细胞粘附到称为“微载体”的微小颗粒上的方法。

粘附培养和悬浮培养的区别

粘附培养:粘附在作为支架的基质上使细胞增殖的方法。生长与支架面积成比例。回收时必须从支架上剥离。悬浮培养:一种应用于不需要支架的非粘附细胞的方法。细胞之间聚集繁殖。

粘附培养通常是将细胞粘附在类似培养皿的容器上 (二维培养) 。例如,培养1亿个细胞需要数百到数千个容器定期更换培养液。我们还需要10~20个像小型冰箱一样大的培养器来存放它们。如果用“微载体”代替,则可以在培养液中三维培养,因此可以在尺寸仅为500ml PET瓶的容器中进行相同数量的细胞培养。在实现大幅节省空间的同时,更换培养液等的工作效率也显著提高。

1亿个细胞培养所需的空间 (图片)

使用培养皿等的平面培养需要10个高100cm的培养器。使用微载流子的三维培养可以在1个500ml的容器中培养,并且可以在1个 (100cm高) 培养器的小空间内培养

然而,用传统的塑料微载体培养不能去除由微载体之间的碰撞引起的微小碎片,因此它仅用于制造抗体药物和疫苗,并将细胞给予人体并使用它它没有用于再生医学。

另一方面,由DNP和HDD共同开发的“可溶性微载体”仅使用再生医学中使用的细胞剥离剂溶解微载体,并且只能容易地回收细胞。因此,不会留下微小的碎片。此外,原材料和细胞剥离剂的毒性都很低,实现了高生物相容性。

使用可溶性微载体的细胞培养流程

(左) 步骤1:用培养液 (培养基) 等溶胀粉末状的微载体。(中间) 步骤2:将细胞加入含有膨胀的微载体的培养液中,并将细胞粘附在微载体表面上。当细胞增殖并达到一定量时,添加微载体。然后细胞迁移到新的微载体并进一步增殖。在此期间,不时搅拌容器或更换培养液以保持环境。(右) 步骤3:当细胞培养到规定量时,去除培养液,加入溶解微载体的液体并混合,可以在不混合细颗粒的情况下回收细胞体。

DNP的微载体已经被国家药品和医疗器械局 (PMDA) 确认为用于制造再生医学等产品的材料,独立行政机构审查药品的质量,有效性和安全性等。我们正在努力实现商业化。

走向谁都能轻松接受再生医疗的未来

在“可溶性微载体”降低细胞药物的成本并证明其安全性之前,可以预期“可以在当地医疗机构接受再生医学的社会”将会到来。到目前为止,例如,如果只能在一些实施先进医疗的医疗机构接受的再生医学可以在该地区的核心医院以廉价的医疗费用接受保险,它还将导致无法处理的疾病的治疗。

为了实现这样的未来,要解决的任务是进一步提高细胞培养的效率,从而降低成本,验证安全性,以降低培养细胞的变质风险,并在必要的时间将细胞药物运送到必要的地方建立存储和分销系统。

为了逐一解决这些问题,不仅要与一家公司合作,还要与跨越公司,组织,研究机构等框架的整个行业合作。我们将利用DNP积累的与HDD公司等企业和学术界的合作伙伴关系,继续开展广泛的活动,扩大再生医疗的基础,如向制药制造商提供“可溶性微载体”和委托开发。我会的。

“可以在当地医疗机构接受再生医学的社会”的图像图

DNP拥有“对创造新事物、创造新事物的热情”,是着眼于世界市场实际应用基础技术的不可替代的合作伙伴。

Hyperion Drug Discovery (HDD) 的Kazuhiro Tatake先生作为DNP的合作伙伴为“可溶性微载体”的开发做出了巨大贡献,评估了DNP的作用如下。

“我和DNP先生以前在大阪大学医学部、医药品医疗器械综合机构 (PMDA) 工作过,当时给我的印象是‘拥有前所未有的创新和创新的热情’。作为再生医学创新论坛 (FIRM) 的董事公司,我们引入了当时最先进的AI图像分析技术,建立了一个在满足现有评估标准的同时实现节省劳动力和同质化的计划,并于2014年修订了药事法从那时起,他一直是讨论的核心成员之一,并且是一个可以依赖技术和思想的合作伙伴。

由于这种情况,我确信DNP先生也是下一代微载体研发的合作伙伴。因此,我们认真对待项目,在开发速度和提案能力方面得到了很大帮助。

我们专业的再生医学和生物技术领域的基础技术大部分都是海外产品,目前的情况是市场份额很大。在这种情况下,如果我们能够将源自日本的新基础技术投入实际使用,并帮助世界各地的患者选择治疗方法仍然有限,那么没有比这更令人愉快的了。从这个意义上说,我非常期待与DNP先生的合作。」

岳北和宏氏

Hyperion Drug Discovery Co., Ltd. 总裁董事

https://hyperiondd.jp

在独立行政法人医药品医疗器械综合机构(PMDA)生物系审查第二部负责再生医疗及生物源医疗器械的审查工作。此后,在PMDA再生医疗产品等审查部担任主任,负责领导再生医疗审查工作,同时负责2014年《药事法》修订工作,完善了再生医疗等产品的监管体系。自2017年起担任大阪大学研究生院医学部心血管外科特任讲师,自2019年起担任重症下肢缺血治疗共同研究讲座特任副教授,致力于包括人类多能干细胞加工产品在内的各类医疗产品的开发。目前,他担任未来医疗学捐赠讲座特任副教授,并创立了旨在开展再生医疗及基因治疗研发的Hyperion Drug Discovery株式会社、以咨询为目的的Peach Consulting株式会社,以及致力于新型食材研发的Hyperion FoodTech株式会社,并就任代表董事。

  • 记载的信息是更新日现在的信息。请事先了解。

更新日期:2026年5月29日
首次公开日期:2023年11月27日 by Discover DNP编辑部