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Kontinuität Und Bereitschaft Im Labor Life Sciences

Weiterverarbeitung primärer T-Zellen mit Thermo Scientific Universal-Pro-Zentrifugen

Juli, 2023 | 5 Minuten Lesezeit | Von: Thermo Scientific
Weiterverarbeitung primärer T-Zellen mit Thermo Scientific Universal-Pro-Zentrifugen

Einleitung

Das Waschen und Konzentrieren von Zellen ist einer der wichtigsten Schritte in der Forschung und Herstellung von Zelltherapien. Während dieses Schritts werden expandierte Zellkulturen konzentriert und in geeigneten Pufferlösungen gewaschen, um sie auf nachgelagerte Schritte wie Abfüllung und Formulierung vorzubereiten. Die Hauptmethode war über viele Jahre die Chargenzentrifugation, obwohl alternative Methoden wie die Durchflusszentrifugation, akustikbasierte Separation und Tangentialflussfiltration im Laufe der Zeit entstanden sind.

Hier zeigen wir die Vorteile der Chargenzentrifugation sowie innovative Lösungen mit Thermo Scientific™ General-Purpose Pro Zentrifugen, die für die nachgelagerte Verarbeitung primärer T-Zellen optimiert werden können. Außerdem präsentieren wir einige beispielhafte Ergebnisse zur Lebensfähigkeit und Rückgewinnung von T-Zellen nach dem Waschen und Konzentrieren.

Zweckmäßige Geräteeigenschaften für Anwendungen in der Zelltherapieherstellung

Sichere und vollständige Kontrolle: SECURE-Spin

Die Zentrifugen bieten ein erweitertes Benutzermanagementsystem im SECURE-Spin-Modus, bei dem den Benutzern unterschiedliche Rollen und Berechtigungen zugewiesen werden, um eine sichere Kontrolle zu gewährleisten—eine Funktion, die die Einhaltung der FDA 21 CFR Part 11 unterstützt (Abbildung 1). Die erweiterten Funktionen des SECURE-Spin-Modus ermöglichen Ihnen:

  • Bis zu 120 Personen mit eindeutigen Benutzernamen und Passwörtern zu registrieren

  • Jedem Benutzer individuelle Rollen und Berechtigungen mit unterschiedlichen Zuständigkeiten zuzuweisen

  • Alle Änderungen der Benutzer an Programmen oder Einstellungen mittels Audit-Trail nachzuverfolgen

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Abbildung 1: Beispiel der Schritte des erweiterten Benutzermanagementsystems zur „Reaktivierung“ eines erweiterten Benutzerprofils.

Reproduzierbarkeit: Die ACE Integrator-Funktion

Die Thermo Scientific™ Accumulated Centrifugal Effect™ (ACE™) Integrator-Funktion ist ein mathematisches Modell, das hilft, Anwendungen und Parameter-Einstellungen zwischen Zentrifugen zu übertragen, indem die Laufzeit automatisch als Ersatz für die Zeit angepasst wird (Abbildung 2).

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Abbildung 2: Vorteile der ACE Integrator-Funktion. Die ACE-Funktion hilft sicherzustellen, dass alle Proben denselben gesamten zentrifugalen Effekt erfahren (die Fläche unter der Drehzahl-/Zeit-Kurve), indem Laufzeit hinzugefügt oder abgezogen wird.

Die ACE-Funktion kann aktiviert werden, indem man zu „Einstellungen“ und dann zu „Steuerungen“ navigiert, bevor man den Sollwertmodus auf „Erweitert“ umstellt. Sie wurde entwickelt, um sicherzustellen, dass unterschiedliche Probenchargen denselben gewünschten zentrifugalen Effekt erhalten – unabhängig vom Probengewicht, vom Alter des Geräts oder von Umweltfaktoren wie der Höhe (Abbildung 3). Vorteile der Aktivierung für General-Purpose Pro Zentrifugen umfassen:

  • Hilft, denselben gesamten akkumulierten zentrifugalen Effekt zu ermöglichen – unabhängig von Bedingungen wie Laufzeit, Rotorbeladung oder Probenmenge

  • Liefert reproduzierbare Ausbeuten, indem Variationen in der Beschleunigung automatisch durch Anpassung der Zentrifugationszeit kompensiert werden

  • Unterstützt die entscheidende Reproduzierbarkeit in der Zell- und Gentherapie

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Abbildung 3: Einstellung des ACE Integrator-Funktionswertes.

Um den ACE-Wert zu bestimmen, wird ein Arbeitsprotokoll benötigt, in dem Drehzahl und Laufzeit bekannt sind. Im ACE-Modus geben Sie den optimalen Drehzahlwert und einen „hohen“ ACE-Wert ein (ein hoher Wert verhindert ein vorzeitiges Beenden des Laufs). Starten Sie eine Stoppuhr zu Beginn der Zentrifugation, stoppen Sie die Zentrifuge, wenn die Stoppuhr die bekannte Laufzeit erreicht, und notieren Sie den auf dem Display angezeigten ACE-Wert.

Kontaminationsprävention: ClickSeal™

Die Thermo Scientific™ ClickSeal™ Biocontainment-Deckel schützen Proben vor Kreuzkontamination, sodass verschiedene Proben im selben Lauf zentrifugiert werden können. Bei Verschüttungen bleibt die Probe innerhalb ihres Beckens eingeschlossen und schützt so Proben in anderen Becken, die Anwender und die Laborumgebung. Zu den wichtigsten Eigenschaften der ClickSeal-Deckel gehören:

  • Ergonomisches Design für einfaches Öffnen und Schließen mit nur einer Hand, sowohl links- als auch rechtshändig

  • Optionen für biokontaminationssichere Abdichtung, geeignet für die Verwendung mit Handschuhen

  • Einfache Bedienung für alle Laboranwender, da mehrgängige Schraubverschlüsse und komplizierte Hochdruckklammern entfallen

  • Biocontainment-Zertifizierung durch das National Institute for Health Protection, Porton Down, UK

Der Gesundheitsstatus in der Forschung und Herstellung von Zelltherapien, insbesondere bei autologen Zelltypen, ist oft nicht unmittelbar verfügbar, und Schnelligkeit ist entscheidend für den Erfolg. Daher muss Laborausrüstung jederzeit einwandfrei funktionieren. Die Schaltfläche „Health Status“ an unseren Zentrifugen verfolgt und dokumentiert jede Alarm- und Warnmeldung sowie den Lebenszyklus des Rotors (Abbildung 4). Dies verhindert Ausfallzeiten, die für die Prozesskontinuität entscheidend sind.

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Abbildung 4: Detaillierte Informationen zum Zustand der Zentrifuge und des Rotors auf dem Health-Status-Bildschirm.

Rotormanagement: SMART-Spin™

Das SMART-Spin™ Advanced Rotor Management System maximiert die Beschleunigung, Verzögerung und die Rest-Unwucht für jede Rotor- und Beckenkonfiguration. Die General-Purpose Pro Zentrifugen ermöglichen zudem eine Feinabstimmung der Zentrifugationsparameter mit hoher Präzision (Schritte von 1 U/min bei der Drehzahl und 1 s bei der Zeit). Darüber hinaus tragen sanfte Beschleunigungs- und Verzögerungsprofile dazu bei, die Pelletintegrität zu maximieren und gleichzeitig die Prozesseffizienz aufrechtzuerhalten. Im untenstehenden Beispiel verwendeten wir Beschleunigungsprofil 9 und Verzögerungsprofil 7, um Zellverlust zu minimieren und die Viabilität zu erhalten.

Viabilität und Rückgewinnung von T-Zellen

Methoden

Primäre T-Zellen von gesunden Spendern wurden in konische 50-mL- und 500-mL-Gefäße überführt, bei einer Konzentration von 1 × 10⁶ Zellen/mL. Die Zellzählung erfolgte mit dem Via2-Cassette™-System und dem NucleoCounter™ NC-200™-Gerät (ChemoMetec; Allerød, Dänemark). Die Gefäße wurden in der Thermo Scientific™ Multifuge™ X4R Pro Universalzentrifuge bei 400 × g für 10 Minuten bei Raumtemperatur zentrifugiert. Die Viabilität und Rückgewinnung der T-Zellen wurden nach dem Waschen und Konzentrieren bestimmt.
Hinweis: Die verwendete Zellkonzentration von 1 × 10⁶ Zellen/mL ist vier- bis fünffach niedriger als übliche Werte, um ein Worst-Case-Szenario zu simulieren.

Ergebnisse

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass beide konischen Gefäßtypen, 50 mL und 500 mL, T-Zellen gleichermaßen gut konzentrieren, mit einem minimalen Rückgang der Viabilität und hohen Rückgewinnungsraten (Abbildung 5).

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Abbildung 5: Viabilität und Rückgewinnung von T-Zellen.

Schlussfolgerungen

Die Chargenzentrifugation ist seit Jahrzehnten das Arbeitspferd der Zelltherapieherstellung. Basierend auf unseren Ergebnissen kommen wir zu dem Schluss, dass sie aufgrund der folgenden Vorteile die bevorzugte Methode ist:

  • Keine Einschränkung hinsichtlich der verwendbaren Zelltypen
  • Kein Verstopfen bei der Verarbeitung hoher Zelldichten

  • Hohe Leistung auch bei niedriger Zelldichte

  • Aktive Kontrolle und Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur

  • Geringe Investitionskosten sowie niedrige Wartungs- und Betriebskosten

  • Unkomplizierte Prozessentwicklung

  • Flexibel genug für zahlreiche Laboranwendungen