以下は、2022年11月4日にCell & Gene Therapy Insightsに掲載された記事を翻訳したものです。
日進月歩の細胞・遺伝子治療薬領域では、需要の急拡大に対応するうえで製造面の課題に関心が集まっています。プラットフォームやワークフローの選定に当たっては、生細胞や細胞産物の効率的な回収、本来の生体機能の維持という条件を考慮する必要があります。スケール変更に対応するさまざまな接着培養プラットフォームを使用したウイルスベクター製造に関しては、すでに確立しているプロトコールがあります。これを最終目標に合わせてカスタマイズする場合、所期の収量やプロセス最適化に必要な期間、設備スペース、培地使用などの条件を考慮します。実際のところ、上流工程の接着細胞培養には、「万能薬」的なプラットフォームは存在しません。
コーニングでは、幅広いアプリケーションに利用可能な上流工程の接着細胞培養向けに、即座に製造を開始できるプラットフォームソリューションを提供しています（表1）。プラットフォームごとに長所、短所があり、研究や製造の目的に合わせて選定する必要があります。Corning® CellSTACK® 培養チャンバー、Corning HYPERStack® セルカルチャー容器、Corning CellCube® モジュールなどの平面容器は、スケール変更可能なモジュール式プラットフォームのため、モジュール式の製造装備に簡単に組み込みができ、自動化にも対応します。さらに、Corning Ascent® FBR(Fixed Bed Reactor) システム（日本未発売）は、高収率の生細胞回収を目的としたプロセス制御機能搭載の閉鎖循環系です。現時点で入手可能なプロセス開発スケールのシステムは、1〜5 m2のスケール変更に対応します。開発中のパイロットスケールと製造スケールのAscent FBRシステムは、大規模製造の場合、20〜1,000 m2にスケールアップできます。マイクロキャリアは、Corning CellBIND® 表面処理など表面のオプションがいくつかあり、特定の細胞タイプやアプリケーションに適した表面にカスタマイズできます。バイオリアクターで培養する場合、浮遊培養プラットフォームならではのプロセス制御とスケーラビリティが実現できます。
表1. 接着培養プラットフォームの比較
表1. 接着培養プラットフォームの比較
| プラットフォーム | 培養面積 (cm2) | 培養面積 (mL/cm2) | 細胞可視化 | 必要機器 |
ポリスチレン マイクロキャリア | 可変 | ≥0.05 | 条件次第 | スピナーフラスコ、マグネチックスターラー、またはバイオリアクター、コントローラー |
| 可溶性マイクロキャリア | 可変 | ≥0.05 | 条件次第 | スピナーフラスコ、マグネチックスターラー、またはバイオリアクター、コントローラー |
| CellSTACK 培養チャンバー | 636, 1272, 3180, 6360, 25440 | 0.2–0.3 | 条件次第 (2段) | インキュベーター |
| Corning HYPERFlask® セルカルチャー容器 | 1720 | 0.326 | 4～10段 | インキュベーター |
| HYPERStack セルカルチャー容器 | 6000, 18000 | 0.217 | 条件次第 (2段) | インキュベーター |
| CellCube モジュール | 8500, 21250, 85000 | 0.1 | 条件次第 (2段) | コントローラー、酸素供給器、恒温室・ヒートブランケット |
| Corning Ascent Fixed Bed Reactors | 10000, 25000, 50000 | 0.11 | 条件次第 | Ascent FBR システム（日本未発売） |
複数の採取源に由来する間葉系幹細胞（MSC）をCorning CellBIND CellCube 25層型モジュールとHYPERStack 36段セルカルチャー容器で培養しました（表2）。ヒトの骨髄、脂肪、臍帯に由来するMSCは、さまざまな平面容器のCellBIND表面上で、高生存率、高密度の細胞増殖を示し、試験対象の各プラットフォームで同等の収率を実現します。MSCは、CD90/CD105/CD7の各マーカーの発現率が99％超、造血系統マーカーは0.5％未満を維持します。
表2．CellBIND CellCube 25層型モジュールとCellBIND HYPERStack 36段セルカルチャー容器の幹細胞の収量
表2．CellBIND CellCube 25層型モジュールとCellBIND HYPERStack 36段セルカルチャー容器の幹細胞の収量
| Vessel | Cell type | Yield (cells/cm2) |
| CellBIND CellCube 25層型モジュール | ヒト骨髄由来間葉系幹細胞（hBM-MSC） | 4.2×104 |
| ヒト骨髄由来間葉系幹細胞（hBM-MSC） | 4.4×104- 5.2 ×104 | |
| CellBIND HYPERStack 36段セルカルチャー容器 | ヒト脂肪由来間葉系幹細胞（hAD-MSC） | 2.7×104- 3.2 ×104 |
| ヒト臍帯血由来間葉系幹細胞（hUC-MSC） | 6.1×104- 8.0 ×104 |
一過性産生系からのベクター収量は、プロセス最適化とトランスフェクションの実験計画（DoE）で改善できます。アデノ随伴ウイルス（AAV）の場合、従来の平面型のCorning HYPERStack 12段容器とAscent FBR システムの両方で同等の生産性（GC/cm2）が認められました（図1）。ユーザーのニーズ次第で、どちらのプラットフォームもAAVベクター製造に適した手法と言えます。Corning HYPERテクノロジー独自のガス透過性表面は、細胞の増殖とレンチウイルス（LV）パッケージングに好ましい条件が整うため、高力価（TU/cm2）の感染性LVが実現しました
接着細胞培養プラットフォームの選定に当たっては、実験の目的や所期のスケールなど、いくつかの条件の複雑なバランスを考慮する必要があります。
