Автоматизация генерации ИПСК для проведения заместительной терапии аутологичными фоторецепторными клетками

Журнал трансляционной медицины, том 21, номер статьи: 161 (2023) Цитировать эту статью

2420 Доступов

3 цитаты

14 Альтметрика

Подробности о метриках

Наследственная дегенерация сетчатки является основной причиной неизлечимой потери зрения в развитых странах. Хотя аутологичная замена фоторецепторных клеток, опосредованная iPSC, теоретически возможна, отсутствие коммерчески доступных технологий, предназначенных для обеспечения высокопроизводительного параллельного производства специфичных для пациента терапевтических средств, препятствует клиническому внедрению.

В этом исследовании мы описываем использование прецизионной роботизированной платформы для культивирования клеток Cell X, позволяющей параллельно производить ИПСК клинического уровня, специфичные для пациентов. Cell X размещается в закрытом асептическом изоляторе, соответствующем стандарту cGMP класса 5 ISO (Biospherix XVivo X2), где были выполнены все процедуры: от культуры фибробластов до генерации ИПСК, клональной экспансии и дифференцировки сетчатки.

ИПСК пациентов, созданные с использованием платформы Cell X, были признаны плюрипотентными с помощью анализа оценочных карт и генетически стабильными с помощью кариотипирования. Как было установлено с помощью иммуноокрашивания и конфокальной микроскопии, ИПСК, созданные с использованием платформы Cell X, дали начало органоидам сетчатки, которые были неотличимы от органоидов, полученных из ИПСК, созданных вручную. Кроме того, через 120 дней после дифференцировки анализ секвенирования одноклеточной РНК показал, что клетки, созданные с использованием платформы Cell X, были сопоставимы с клетками, созданными в ручных условиях в отдельной лаборатории.

Мы успешно разработали роботизированную платформу для генерации ИПСК и стандартные операционные процедуры для производства высококачественных клеток-предшественников фоторецепторов, которые совместимы с современными передовыми производственными практиками. Эта система позволит производить ИПСК клинического уровня для замены аутологичных клеток сетчатки.

Со времени первой успешной трансплантации почки однояйцевым близнецам в 1954 году [1] область регенеративной медицины процветала. Трансплантация паренхиматозных органов, соответствующих HLA, в настоящее время является обычным явлением, ежегодно спасая тысячи жизней [2, 3]. Успех трансплантации паренхиматозных органов частично можно объяснить тем фактом, что ткань остается жизнеспособной в течение длительного периода после сбора урожая и что можно восстановить функциональные связи с хозяином посредством сочетания микрохирургии и периферической нервной системы (ПНС). реиннервация. В отличие от периферических органов, зрелые ткани центральной нервной системы (ЦНС) не обладают такими же преимуществами. В частности, ткани ЦНС получают необратимые повреждения в течение нескольких минут после потери перфузии. Более того, из-за свойств окружающей среды и внутренних свойств клеток способность зрелых нейронов ЦНС к регенерации ограничена. Например, после субретинальной трансплантации мышам с дегенерацией сетчатки интактные листы зрелых фоторецепторных клеток не могут расширять аксоны или создавать синаптические связи с интернейронами сетчатки хозяина [4]. Напротив, развивающиеся клетки-предшественники сетчатки могут легко интегрироваться с дистрофической сетчаткой хозяина после трансплантации [5]. По этой причине мы и другие сосредоточили наше внимание на разработке стратегий замены фоторецепторных клеток на основе стволовых клеток для лечения пациентов с дегенеративной слепотой сетчатки [6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21,22,23].

Хотя клетки-предшественники сетчатки и постмитотические клетки-предшественники фоторецепторов находятся на подходящей стадии развития для трансплантации сетчатки [5, 24,25,26,27], эти клетки можно получить только из поздней стадии эмбриональной донорской сетчатки, что делает их как этически невыгодными, так и трудными. получить в достаточном количестве, чтобы быть клинически жизнеспособными. Вместо того, чтобы изолировать клетки-предшественники сетчатки из развивающегося плода, эта область сосредоточила большую часть своего внимания на разработке протоколов, предназначенных для управления дифференцировкой плюрипотентных стволовых клеток в желаемые типы клеток [28,29,30,31,32,33, 34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44].