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High Efficient, Single-Use-Bioreactor simulating mammalian tissue conditions for expression and proliferation

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Un biorreactor para el cultivo de células madre humanas

En la actualidad, la producción de células madre (CM) requiere de métodos laboriosos que adolecen de una falta de reproducibilidad. Un consorcio de la UE desarrolló nuevos biorreactores para la producción y diferenciación de CM humanas con vistas a aplicaciones terapéuticas.

Investigación fundamental

La tecnología basada en CM es muy importante para las terapias del futuro y ya ha demostrado su eficacia en diversos ensayos clínicos. Si se quiere utilizar la terapia celular para tratar enfermedades potencialmente mortales, se necesitan urgentemente nuevos métodos que permitan ampliar la capacidad de fabricación de CM en condiciones controladas. El proyecto financiado con fondos europeos HESUB (High efficient, single-use-bioreactor simulating mammalian tissue conditions for expression and proliferation) se dedicó a desarrollar biorreactores desechables para la producción de CM. En este proyecto de tres años de duración participaron cinco socios industriales de cuatro países europeos. HESUB diseñó y desarrolló con éxito dos versiones de un biorreactor de perfusión de un solo uso (SUB) para el cultivo de CM humanas. Los reactores están equipados con un armazón de nanofibras electrohiladas (ENF) hechas de polímeros biocompatibles y biodegradables. Por medio de sensores de un solo uso se miden el pH y la concentración de oxígeno disuelto y se detectan metabolitos, glucosa, lactato y amoníaco. La química y la arquitectura del armazón de nanofibras electrohiladas se optimizaron para el cultivo en el biorreactor de perfusión. Seguidamente, los investigadores probaron cinco polímeros biodegradables para la preparación del ENF. Las dos versiones de biorreactores difieren en cuanto al volumen. Los mini-biorreactores de acero inoxidable de 5 ml, muy reproducibles, se pueden utilizar fácilmente en paralelo. El biorreactor de 50 ml, denominado SUB-SC, es de un solo uso y permite la producción de células a mayor escala. Los experimentos llevados a cabo en los minibiorreactores demostraron con éxito la proliferación y diferenciación de CM precursoras miogénicas humanas. Se ensayó además la diferenciación de CM embrionarias humanas (CMEh) en neuronas y hepatocitos. La proliferación de CMEh pluripotentes demostró con claridad el potencial del biorreactor. Los procesos desarrollados en los mini-biorreactores se aplicaron al biorreactor SUB-SC para la expansión de precursores miogénicos. Una plataforma abierta para la monitorización y el control del biorreactor SUB-SC permite su integración en cualquier sistema de instrumentación y control. HESUB demostró, como prueba de concepto, la utilidad del SUB-SC en la terapia celular al producir satisfactoriamente precursores de CM miogénicas humanas. Además, el biorreactor de HESUB permitió obtener injertos de organoides personalizados utilizando ENF y CM cultivadas. El desarrollo de un SUB-SC comercial facilitaría el desarrollo de aplicaciones de terapia celular, las cuales serán beneficiosas para el conjunto de la sociedad.

Palabras clave

Célula madre humana, terapia celular, HESUB, biorreactor de perfusión, injerto organoide

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