Эта публикация отражает содержание доклада «3D-культивирование: предлагаем комплексные решения от лабораторий до биопроизводства», прочитанного на одноименном вебинаре 29 февраля 2024 года.
Понятие 3D-культивирования и его направления
Современное 3D-культивирование охватывает несколько направлений. Ключевые из них:
- Простое получение 3D-культур с использованием специального пластика и приспособлений;
- Создание органоидов — автономно организованных трёхмерных структур;
- Использование 3D-микроносителей;
- 3D-биопечать — перспективное направление в тканевой инженерии;
- Микрофлюидные орган-на-чипе системы, приближающие культивирование к физиологическим условиям in vivo.
Компания Диаэм структурировала свой портфель продуктов в области 3D-культивирования следующим образом:
- Культуральные матриксы.
- Пластик для 3D-культивирования.
- Скаффолды (каркасы) из полимерных материалов.
- Оборудование для 3D-биопечати.
- Микрофлюидные платформы.
Матриксы: альтернатива Matrigel от Corning
Наиболее востребованной категорией являются культуральные матриксы. Компания Диаэм предлагает аналоги продукции Corning — матриксы Matri-Gen-Gel от корейской компании ABW. Это полные функциональные аналоги Matrigel идентичные оригинальным продуктам. На сайте ДИАЭМ доступны таблицы соответствий по каталожным номерам Corning и ABW, что облегчает переход на альтернативные продукты.
Пластик для 3D-культивирования
В линейке ДИАЭМ представлены решения от Jet Biofil и SPL. Предлагаются три основных варианта:
- Пластик с гидрофильным покрытием, предотвращающим адгезию;
- Модифицированные поверхности с микросеточками для индивидуального выращивания сфероидов;
- Пластик, позволяющий создавать висячие капли для самоорганизации клеточных агрегатов.
Скаффолды для создания каркасов 3D-культуры
Компания ST-1 (бренд Artipora) предлагает широкий выбор каркасов на основе нановолокон из поликапролактона. Каркасы отличаются по диаметру волокон, плотности и пространственной организации. Доступны как отдельные скаффолды, так и варианты с интеграцией в пластиковые носители.
Компания CytoNiche: комплексные решения для масштабируемого 3D-культивирования
Компания CytoNiche (Китай) представляет собой уникального разработчика комплексных решений, предназначенных для масштабного производства клеток в прикреплённом формате, в первую очередь для целей клеточной терапии.
Технология 3D TableTrix
Ключевым элементом платформы CytoNiche является инновационная технология 3D TableTrix — сухие таблетки, или порошок, которые при растворении превращаются в пористые, эластичные микроносители. Особенности:
- Диспергируются при контакте с водой всего за 10 секунд;
- Диапазон размеров 320–500 мкм;
- Пористая структура: размер пор от 30 - 50 μm
Уникальный механизм деградации носителей
Одним из главных преимуществ технологии является система управляемой деградации: при добавлении специального раствора микроносители разрушаются, освобождая клетки.
Сертификация и безопасность
Продукт сертифицирован как в Китае (CDFA), так и в США (DMF, FDA), что позволяет использовать его в производстве препаратов клеточной терапии.
Применение микроносителей и их преимущества
Микроносители доступны в трёх вариантах, ориентированных на разные типы клеток. Основное применение — мезенхимальные стволовые клетки (МСК) из разных источников. Подходят как для сывороточных, так и для бессывороточных сред. Демонстрируют высокую выживаемость и кратное увеличение клеточной массы (expansion factor).
Бессывороточная среда
Специально разработанная двукомпонентная среда подходит как для 2D, так и 3D-культуры МСК. Обеспечивает длительное культивирование (до 14 дней) и высокую воспроизводимость результата.
Оборудование от CytoNiche
CytoNiche предлагает полный спектр оборудования:
- Биореактор микро microSPIN работает в сочетании с 6-луночным планшетом, имеющим крыльчатки для перемешивания, с независимым протоколом в каждой лунке;
- Биореактор miniSPIN с использованием спиннер-колб с четырьмя независимыми каналами;
- Система 3D FloTrix vivaEXO - выделение экзосом без длительного ультрацентрифугирования, по принципу многоступенчатого разделения и фильтрации (до 10 л среды, выход — до 500 мл концентрата за 1–3 часа);
- Автоматическая система для концентрирования и промывки клеток VivaPrep Plus с одноразовыми расходными материалами;
- Биореакторы vivaSPIN структурно оптимизирован для 3D FloTrix микроносителей CytoNiche для культивирования адгезивных клеток: стеклянные и одноразовые объемом до 15 л;
- 3D FloTrix vivaFILL система для фасовки по криопробиркам.
Выводы
Компания CytoNiche за короткий срок разработала и вывела на рынок целостную платформу для работы с адгезивными клетками: от культивирования до финального распределения в упаковку. Вся продукция производится в соответствии с GMP и ориентирована на нужды биотехнологических компаний, работающих в области клеточной терапии, производства экзосом, искусственного мяса и других современных направлений биомедицины.