Biyoreaktörden kök hücreler

 

 

 

Fraunhofer Proje Merkezi Kök Hücre Proses Mühendisliği SPT'de, indüklenmiş pluripotent kök hücreler olarak adlandırılan bu hücrelerin seri üretimi için bir proses geliştirilmektedir. Bu süreç, endüstriyel hücre üretiminin yüksek kalite standartlarını karşılamasını sağlayan yeni malzemeleri içerir. Süreç ilk kez 15-18 Kasım 2021 tarihleri arasında Almanya'nın Düsseldorf kentindeki MEDICA fuarında halka tanıtılacak (salon 3, stant E74).

Büyüyen bir embriyonun hücreleri büyüleyici bir özelliğe sahiptir. Kalp kası hücreleri, sinir hücreleri ve daha birçok hücre tipine dönüşebilirler. Uzmanlar bunlara “pluripotent kök hücreler” diyor. İnsan vücudu tamamen geliştiğinde hücreler pluripotenslerini kaybederler. Ancak son zamanlarda, bir yetişkinin somatik hücrelerini yapay olarak embriyonik hallerine döndürmek mümkün hale geldi. Bu "uyarılmış pluripotent kök hücreler" (iPS), biyoteknoloji uzmanları için önemli bir araçtır. Bu, somatik hücrelerin genetik hastalıkları olan yetişkinlerden alınabileceği, iPS hücrelerine yeniden programlanabileceği ve daha sonra yeni ilaçları test etmek için kullanılabilecek kalp kası veya sinir hücrelerine farklılaştırılabileceği anlamına gelir. iPS hücreleri hastanın genomunu içerdiğinden, o hasta için hangi tedavilerin etkili olacağını belirlemek çok daha kolaydır. Bu açıdan, iPS hücreleri kişiselleştirilmiş tıp için büyük bir potansiyele sahiptir. Sorun şu ki, şimdiye kadar iPS hücreleri üretmek ve bunları büyük miktarlarda ve yüksek kalitede kültürlemek mümkün olmadı. Endüstriyel üretim için düzenleyici gereksinimleri karşılayan standart bir üretim hattı ve süreci yoktur. Fraunhofer Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü IBMT ve Fraunhofer Silikat Araştırma Enstitüsü ISC tarafından ortaklaşa yürütülen Würzburg'daki Kök Hücre Proses Mühendisliği SPT için yeni Fraunhofer Proje Merkezi tam olarak bunun üzerinde çalışıyor.

Malzeme uzmanlığını biyoteknoloji ile birleştirmek

Fraunhofer IBMT'den SPT Genel Müdürü Julia Neubauer, “Bu projede biyoteknoloji uzmanlığımızı malzeme bilimi bilgisiyle birleştiriyoruz” diyor. Fraunhofer ISC, proje merkezinde hücre kültürü ile Fraunhofer IBMT biyoteknolojilerinin optimize edilmesine yardımcı olmak için malzemelerin ve yüzey kaplamalarının geliştirilmesindeki engin deneyimini paylaşıyor. Dünya çapında çoğu bilim insanı şu anda hücre kültürü için sert, pürüzsüz yüzeyler kullanıyor. Bu tür bir yüzeyde, aslında kasılan yapay kalp kası hücreleri gibi hücreler büyütülebilir. Bununla birlikte, canlı bir vücuttaki hücrelerden farklı davranırlar. Örneğin, adrenalin gibi hormonlara pek tepki göstermezler, bu da daha hızlı atmalarını sağlar. SPT ekibi, iPS hücrelerinin doğal olarak davranan daha olgun hücrelere dönüşmesi için daha gerçekçi kültür koşulları yaratıyor. Örneğin sert yüzeyler yerine hidrojellerden yapılan yumuşak yüzey kaplamaları ve 3 boyutlu yazıcılarla yapılan 3 boyutlu “biyomimetik yapılar” kullanılmaktadır. Dokuya özgü ortamın simüle edilebilmesi için yüzeyler ayrıca biyokimyasal işlemlerle modifiye edilir.

    

SPT'de iPS hücre kültürünün anahtarı, hücrelerin bir besin çözeltisi içinde serbestçe yüzerken veya mikro taşıyıcıya yapışırken büyüdüğü biyoreaktörlerin kullanılmasıdır. SPT'nin Genel Müdür Yardımcısı Fraunhofer ISC'den Julia Neubauer ve Marco Metzger, bu reaktörlerde hücrelerin örneğin küçük hidrojel mikroküreler üzerinde kültürlendiğini açıklıyor. Ayrıca küçük 3B kümelerde büyüyebilir ve birbirleriyle etkileşime girebilirler. Bu yöntemler, doğal doku büyümesini başarıyla taklit eder. Serbest yüzen iPS hücre kültürünün bir başka avantajı, hücrelerin optimal beslenme ve oksijen almasıdır. 2B yüzeydeki bir grup hücrede, alt katmandakiler genellikle daha az beslenir. Hücre ortamı da doğal koşullar sağlamaz.

Araştırma için hücre biyobankası

Son birkaç yılda, Fraunhofer IBMT, iPS hücreleri için benzersiz bir biyobanka olan Avrupa İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücreler Bankası'nı (EBISC) kurmak için ilaç şirketleriyle birlikte çalıştı. Bu biyobank, örneğin Parkinson hastalığı veya erken başlangıçlı Alzheimer hastalığı olan hastalardan çeşitli farklı iPS hücre hatları sağlar. iPS hücreleri akademi, şirketler ve araştırma enstitüleri tarafından kullanılabilir. Julia Neubauer, "Bu iPS hücrelerinin yardımıyla çeşitli hastalıklara yönelik tedaviler geliştirilebilir ve test edilebilir.  Bu nedenle banka, şu anda tedavisi mümkün olmayan hastalıkların gelecekteki tedavisi için büyük önem taşıyor” dedi. SPT ekibi, MEDICA ticaret fuarında (salon 3, stand E74) ziyaretçilere yeni kültür teknolojilerini, biyoreaktör işlevlerini ve hücre ekimi için yeni yüzeyleri sunacak.

World Media Group (WMG) Haber Servisi