この28年間、BioServe Space Technologies 社は宇宙における重要度の高いライフサイエンス研究を推進するハードウェアを開発してきました。BioServe社は、NASAの出資でコロラド大学の研究者たちにより創設された企業です。微小重力環境でのライフサイエンス研究とハードウェアの設計、構築、活用における業界のリーダーです。大学の研究者のほか、製薬企業やバイオテクノロジー企業とも協働して、宇宙での研究をサポートおよび促進しています。BioServe社の貢献により、あらゆるハードウェアとプロトコールが巧みに機能し、NASAの安全性要件を達成させます。
BioServe Space Technologies 社の研究者たちは、国際宇宙ステーションでの接着細胞培養研究に特化した革新的なハードウェアを開発してきました — それを支えるのは、コーニングライフサイエンスの技術です。
はじめに
加速する宇宙での細胞培養研究。新たな課題は微小重力
研究者たちは業界の垣根を超えて、基礎から応用まで、宇宙船での細胞培養研究を発展させています。微小重力環境の研究からは、業界や用途の別を問わず、独自の見識が得られます。国際宇宙ステーション（ISS）での細胞培養研究はますます盛んになっていますが、微小重力環境では必要なワークフローとプロトコールが異なるため、研究の実施に困難が伴うことがあります。培地交換のような簡単な作業でも、閉鎖系で行わなければなりません。NASAの安全性要件を満たしつつ、宇宙での細胞培養に対応できる特殊なハードウェアが必要とされているのです。
宇宙での細胞培養を安全に成功させるツール
当初、BioServe社の研究者が作製したハードウェアは、微小重力環境で細胞培養においてNASAの安全性基準の要件をすべて満たすことができませんでした。なかでも、ガス交換と細胞接着が懸念事項でした。
BioServe社は数種類の素材を使用して、ハードウェアの改良に取り組みました。まずはPTFEベースのフィルムで液体に対する密封性を改善しようと試みました。ガス交換の面ではうまくいきましたが、細胞接着では望ましい結果が得られませんでした。ポリスチレンベースのフィルムは細胞接着には適しましたが、ガス交換が十分ではなかったのです。そこで、BioServe社の研究者たちは、コーニングのJohn Soに協力を求めました。自分たちが持つガス透過フィルム技術と、Corning® が有するCellBIND表面処理技術を組み合わせるというアイデアに着目したのです。コーニングの技術者であり、CellBINDの共同発明者であるPaul Gagnonは、多大な時間を費やして各フィルム断片を処理するプロセスを開発し、すべてのサンプルを自らの手で作成しました。Corning HYPERFlask®とHYPERStack®にも採用されているこの革新的技術は、宇宙において細胞培養を安全に成功させるために求められる、ガス交換と細胞接着の理想的なバランスを実現しています。BioServe社の事業開発マネージャ、Stefanie Countryman氏は言います。「CellBIND表面処理を施したコーニングのHYPERフィルムはまさに理想的でした。ガス交換と接着細胞増殖の両方の要件をクリアできたのです」
宇宙で細胞培養を安全に実施
微小重力環境での細胞培養用として卓越した性能を発揮するBioServe社のハードウェア「BioCell」は、アルマイトフレーム3つとガスケットで構成されています。そこにフィルムを設置し、ネジで固定することで装置を組み立て、細胞を播種するチャンバーを作製します。中央のフレームに培地交換および細胞播種用のポートが付いています。各フレームの容量は20 mLです。細胞播種後にBioCellを平らに置いて細胞を接着させます。ISS内では、微小重力研究グローブボックス（MSG）内で培地交換を行うことで、処置中に漏れるあらゆる液体を封じ込めて汚染を防ぎます。BioCellは、液体漏れがなく、宇宙で安全かつ効率的に細胞培養を行うことを可能にする、すべての性能が揃ったハードウェアなのです。Countryman氏は次のように語ります。「CellBINDの表面処理技術のおかげで、当社のハードウェアは地球上にはるかに近い条件を実現することができ、宇宙での細胞培養研究におおきな可能性が開かれました」
Corning CellBIND 表面
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