Улучшение восстановления хряща посредством клеточной терапии | Новости Массачусетского технологического института

Новая разработка представляет собой быстрый неразрушающий метод мониторинга потока железа в МСК путем измерения изменений содержания железа в отработанной среде — остаточных компонентах культуральной среды после роста клеток. Используя недорогое настольное устройство микромагнитно-резонансной релаксометрии (мМРР), этот подход позволяет в режиме реального времени отслеживать изменения клеточного железа, не повреждая клетки. Недорогое устройство µMRR можно легко интегрировать в существующие лаборатории и производственные рабочие процессы, обеспечивая рутинный мониторинг качества в режиме реального времени без значительных инфраструктурных или финансовых барьеров.

Гомеостаз железа — это важнейший процесс, который поддерживает нормальный уровень железа для функционирования клеток, поддерживая баланс между обеспечением достаточного количества железа для основных процессов и предотвращением накопления токсических веществ. Исследование показало, что гомеостаз железа тесно коррелирует с хондрогенным потенциалом МСК, при котором значительное поглощение и накопление железа снижает способность клеток образовывать хрящи. Исследователи также обнаружили, что добавление аскорбиновой кислоты (АК) в процесс роста клеток помогает регулировать гомеостаз железа за счет ограничения притока железа, тем самым улучшая хондрогенный потенциал МСК.

Используя этот новый метод, отработанные среды собираются в виде образцов и обрабатываются АК. Затем устройство µMRR используется для отслеживания и предоставления информации в режиме реального времени о небольших изменениях концентрации железа в отработанной среде. Эти изменения концентрации железа отражают то, как МСК поглощают и высвобождают железо, и могут служить ранним индикатором того, удастся ли партии сформировать хороший хрящ.

Эти результаты позволяют производителям не только отслеживать качество МСК для восстановления хряща в режиме реального времени, но также оценивать, когда и в какой степени такие вмешательства, как добавление АК, могут быть полезными, поддерживая эффективное производство более эффективных и последовательных методов лечения на основе МСК.

“Одной из ключевых проблем регенерации хряща является невозможность надежно предсказать, сохранят ли МСК свой хондрогенный потенциал во время производства. Наше исследование решает эту проблему путем внедрения быстрого, неразрушающего метода мониторинга динамики потока железа как нового критического атрибута качества (CQA) хондрогенной способности МСК. Этот подход позволяет раннее выявление субоптимальных партий клеток во время культивирования, повышения эффективности контроля качества, снижения производственных затрат и ускорения клинического перевода”, – говорит Янмэн. Ян, постдок CAMP и первый автор статьи.

“Наше исследование проливает свет на фундаментальный биологический процесс, который до сих пор было чрезвычайно трудно измерить. Мониторинг потока железа в режиме реального времени без разрушения клеток, мы можем получить практическую информацию о хондрогенном потенциале партии клеток, что позволяет принимать ранние решения во время производственного процесса. Результаты подтверждают, что мониторинг железа на основе µMRR является эффективной стратегией контроля качества при производстве терапии на основе МСК, открывая путь к более последовательной и клинически жизнеспособной регенеративной медицине для хряща. регенерации», — говорит профессор Массачусетского технологического института Джонгюн Хан, соруководитель CAMP PI, AMP PI и автор статьи.

Этот метод представляет собой многообещающий шаг на пути к улучшению стабильности производства и функциональных характеристик клеточных продуктов на основе МСК. Помимо развития производства клеточной терапии, он вносит вклад в научную индустрию, изучающую биологию железа, обеспечивая измерения потока железа в реальном времени, которые ранее были недоступны. Исследование также способствует клиническому внедрению высококачественных клеточных методов лечения регенерации хряща, приближая их к пациентам с дегенеративными состояниями суставов и повреждениями хряща.

Основываясь на этих результатах, исследователи планируют провести будущие доклинические и клинические исследования, чтобы расширить этот подход за пределы контроля качества на производстве, с целью сделать µMRR проверенным методом клинического применения терапии на основе МСК у пациентов для восстановления хряща.

Исследование, проведенное в SMART, было поддержано Национальным исследовательским фондом Сингапура в рамках программы Campus for Research Excellence and Technology Enterprise (CREATE).