Por outro lado, com as soluções de escalonamento vertical, o recipiente de crescimento muda, assim como as condições que as células experimentam. Os biorreatores (grandes recipientes para o crescimento celular) e os microcarregadores (pequenas esferas que podem ser revestidas com MEC e colocadas em um recipiente com meio para que as células possam crescer em sua superfície externa) são soluções de escalonamento vertical. Eles requerem uma otimização cuidadosa para garantir que as células mantenham sua qualidade e pluripotência ou multipotência. No entanto, em comparação com os recipientes multicamadas, os sistemas de escalonamento vertical baseados em microcarregadores e biorreatores geralmente exigem menos tempo do operador para configuração e manutenção.
Se o escalonamento vertical não produzir os resultados necessários, tente o escalonamento horizontal com os recipientes multicamadas, disse Wilson. Isso é frequentemente necessário para culturas neuronais, por exemplo.
Escolhas de Recipientes e processos de revestimento
O processo inicial de revestimento para recipientes multicamadas pode ser mais trabalhoso em comparação com os sistemas de biorreator ou microcarregadores, uma vez que cada recipiente deve ser revestido manualmente. As empresas precisam considerar o tempo dos funcionários (e, portanto, o custo) necessário para revestir os recipientes multicamadas em comparação com outros sistemas com matrizes extracelulares (MECs). Outra consideração é que, com um maior número de recipientes, há uma maior chance de variabilidade entre os operadores.
O escalonamento vertical em biorreatores permite um crescimento em grande volume com um processo de revestimento menos trabalhoso, porém os revestimentos para células aderentes devem ser otimizados para evitar entupimentos ou problemas de fluxo no recipiente. Por exemplo, é necessário ter cuidado para garantir que as tubulações não se entupam e que as camadas do biorreator não estejam muito próximas umas das outras para acomodar as camadas necessárias de MEC.
A cultura de células em microcarregadores oferece um espaço híbrido entre cultura em suspensas e aderentes. Os pequenos carregadores em forma de esfera são primeiramente revestidos com MEC e, em seguida, colocados em um recipiente semeado com células. Isso elimina preocupações com o bloqueio das tubulações do biorreator, ao mesmo tempo em que minimiza o trabalho necessário para o revestimento. A Corning oferece microcarregadores pré-revestidos com várias opções de revestimento. No entanto, os microcarregadores não funcionam para todos os tipos de células. Como explicou Wilson, alguns tipos de células são melhores para crescer na superfície curva das pequenas esferas do que outros. Adicionalmente, algumas células podem alterar sua expressão gênica e função terapêutica quando cultivadas em uma superfície curva.
Mantendo a Integridade Cromossômica durante a Produção em Larga Escala
Além de evitar a diferenciação das células-tronco, pesquisadores e fabricantes precisam garantir que as células mantenham a estabilidade genômica.
No corpo humano, as células cancerígenas às vezes surgem quando alterações genéticas as tornam mais semelhantes a células-tronco. Essa conexão entre células-tronco e células cancerígenas significa que os fabricantes precisam monitorar anormalidades cromossômicas em culturas de células-tronco e tomar medidas para reduzir o risco de oncogenicidade, incluindo a escolha de um revestimento que suporte a estabilidade genômica.
De acordo com Wilson, "o Matrigel® ainda é o substrato mais consistente para manter a integridade cromossômica" em células-tronco. No entanto, como sempre, a escolha do substrato para escalonamento vertical depende da ponderação de diferentes considerações.
Padilla ressaltou que células que "proliferam em uma taxa rápida têm mais probabilidade de apresentar aberrações cromossômicas. Às vezes, há a necessidade de intencionalmente desacelerar o crescimento, utilizando componentes específicos no meio de cultura."
A Otimização de Revestimentos pode reduzir os Custos
Para produtos terapêuticos, as empresas devem considerar o momento em que o produto será oferecido aos pacientes. Controlar o custo do produto terapêutico final aumentam as chances de reembolso através dos planos de saúde e de acesso do produto aos pacientes.
Muitas etapas na produção de células-tronco envolvem considerações de custo ou escolhas, mas existem oportunidades de redução de custos do produto desde as primeiras etapas de desenvolvimento. Wilson recomendou que as empresas se planejem com antecedência e considerem o escalonamento vertical já nos primeiros testes com as células-tronco. "Eu ouço pelo menos uma vez por semana - esses revestimentos ficam realmente caros. O custo é uma consideração enorme."
Padilla sugeriu experimentar MECs com concentrações de proteínas mais baixas no revestimento dos recipientes. "Eu recomendo aos nossos clientes: até onde você pode reduzir? Experimente algumas diluições. Se você usou 10 mg/ml para revestir uma placa de 6 poços, pode ser muito mais proteína do que você precisa. Há uma etapa realmente importante no desenvolvimento do processo onde diluições devem ser testadas."
As empresas também devem considerar o custo geral ao escolher entre opções de revestimento derivadas de animais, livres de xenobióticos ou sintéticas.
A Experiência da Corning com Células-Tronco
Durante décadas, a Corning tem apoiado pesquisadores e fabricantes de células-tronco com produtos inovadores. Visite nossa área de materiais técnicos para conhecer as ofertas da Corning para a expansão de células-tronco e superfícies de cultura celular, ou entre em contato conosco hoje mesmo.
