细胞重编程疗法制造技术

提供了用于动态共培养两个细胞群的系统和方法。所述系统包括被设置为将置于容器内的刺激细胞群与应答细胞群物理分隔开的屏障。所述屏障可使至少一种细胞群的分泌因子透过。因此所述应答细胞群可通过暴露于分泌因子而被改变以产生重编程细胞群，所述重编程细胞群包含来自刺激细胞群的生物分子(核酸)和/或表现出一种或多种不同于所述重编程细胞的亲本细胞群的额外的或修饰的功能活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞重编程疗法相关申请本申请要求2018年1月12日提交的美国临时申请No.62/616,930的权益。上述申请的所有教导通过引用并入本文。政府支持本专利技术是在美国国立卫生研究院授权的R01EB012521和T32EB016652-01A1号政府资助下完成的。政府拥有本专利技术的某些权利。
技术介绍
造血细胞因其在人体中重建血细胞的能力而常用于细胞疗法(Lorenz等人,1951)。骨髓、外周血动员的造血干细胞(HSC)、脐带HSC、血红细胞、血小板及白细胞是可用的细胞来源，其采自患者并制备以用于静脉施用以修复其造血功能。随着造血细胞疗法的持续发展，需要改进的生物加工系统，以用于体外维持和工程化造血细胞以适应临床应用。专利技术概述本申请提供了动态共培养刺激细胞和应答细胞，如成纤维细胞刺激细胞和HSC应答细胞，以支持如体外扩增和生物加工治疗细胞的系统和方法。在一些实施方案中，共培养系统包括被置于容器内的应答细胞群和刺激细胞群。屏障被设置为将应答细胞群与刺激细胞群物理隔开，所述屏障对所述刺激细胞群的分泌因子是可渗透的。所述系统还包括被设置为引导液体悬浮液流经所述容器的射流驱动器，所述液体悬浮液包含所述应答和刺激细胞群中的至少一种。在其他实施方案中，提供了重编程细胞的方法。所述方法包括将应答细胞群暴露于刺激细胞群的分泌因子中。所述应答细胞群和刺激细胞群被置于容器内，且所述分泌因子散布于在容器中分隔所述应答细胞群和刺激细胞群的屏障中，使得所述应答细胞群在暴露于分泌因子后被修饰。所述方法还包括在所述容器中引导细胞培养基流，所述细胞培养基流包含所述应答和刺激细胞群中的至少一种。在其他实施方案中，提供了组合物，其包含重编程细胞群。所述重编程细胞包括源自不同细胞群的核酸。与亲本重编程细胞群相比，所述重编程细胞还表现出一种或多种额外的或修饰的功能活性。所述组合物可被施用于有需要的患者。在其他实施方案中，提供了向需要其的患者(如具有自身免疫疾病、炎症疾病或移植物的患者)施用重编程细胞组合物的方法。所述组合物可经静脉施用或局部施用递送，并可包括约500万-约10亿个重编程细胞的剂量。附图说明前述内容根据如下示例实施方案的更具体描述理解，如附图所示，其中不同图中相似的标记指代相同的部分。该附图不必按比例绘制，而重在说明实施方案。图1是动态共培养系统的示意图。图2A-2C显示了3T3支持的2D短时长共培养以富集LSK的结果。以基质细胞:BMC为1:10的比例对全骨髓细胞(BMC)进行分析。细胞以非接触依赖方式培养72小时。图2A为72小时培养期结束时细胞产量的图。图2B为谱系阴性Sca阳性cKit阳性(LSK)比例的图。图2C为谱系阴性群中LSK细胞代表性门的图。该数据代表3个生物学重复。所有的值都是平均值+标准差。*表示仅与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图3A-3D显示了在微反应器中缓流培养人造血细胞。装置接种1小时后对BMC进行。图3A为缓流培养系统的示意图，其中含有全BMC的气体交换袋与中空纤维微反应器的毛细管内空间连接，该中空纤维微反应器又经由铂硅氧烷耐压管与泵(Cole-Parmer公司)连接。图3B为图3A的缓流培养系统的微反应器的示意图。基质细胞经由毛细管外入口接种入毛细管外空间。全BMC经由毛细管内入口而流经毛细管内空间。图3C为在图3B的微反应器中的骨髓细胞(BMC)流的示意图。基质细胞与全BMC之间无直接接触。沿中空纤维表面的0.2μM孔允许分泌因子双向交换而不允许细胞通过。图3D为作为液流的函数的细胞计数的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图4A-4B显示了高剂量及低剂量3T3支持培养的结果。在装置接种后不同时间点对全BMC进行分析。将细胞计数标准化为1小时细胞计数。图4A为相比于单独BMC，高剂量3T3支持的BMC的细胞计数随时间变化的图。图4B为相比于单独BMC，低剂量3T3支持的BMC的细胞计数随时间变化的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图5A-5D显示了3T3介导的富集培养结果。装置接种后在不同时间点对全BMC进行分析。图5A为LSK库占全部活BMC的比例随时间变化的图。在1小时后的所有时间点，所述细胞用3T3支持富集。图5B为LSK数量随时间变化的图。图5C为谱系阳性群随时间变化的图。图5D为谱系阴性群随时间变化的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示仅与BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图6A-6D显示了3T3介导的增强的细胞循环培养结果。对用羧基荧光素琥珀酰亚胺酯(CFSE)脉冲的全BMC进行分析。在各个时间点取样细胞以测定细胞循环特性。图6A为CFSElo群中的LSK的代表性门策略的图。图6B为CFSElo群中的LSK的比例随时间变化的图。图6C是为CFSE+的谱系阳性细胞比例随时间变化的图。图6D是为CFSE+的谱系阴性细胞比例随时间变化的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，***p<0.0001。图7为在高基质剂量和低基质剂量的2-D(Corning公司)共培养中分散的LSK比例的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图8A为3T3接种的微反应器中高基质剂量培养的原始细胞计数和活性的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图8B为3T3接种的微反应器中低基质剂量培养的原始细胞计数和活性的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图9A为低基质剂量模型中LSK比例的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，和***p<0.0001。图9B为低基质剂量模型中LSK细胞数量的图。所有的值都是平均值+标准差。数据代表3个生物学重复。*表示与单独BM比较的p值。*p<0.05，**p<0.01，***p<0.0001。图10是通过与间质基质细胞(MSC)共培养以剂量依赖性方式调节的外周血单核细胞(PBMC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.共培养系统，其包含：/na)应答细胞群；/nb)刺激细胞群，所述应答细胞群和刺激细胞群被置于容器内；/nc)屏障，其被设置为将所述应答细胞群与所述刺激细胞群物理分隔开，所述屏障对所述刺激细胞群的分泌因子是可渗透的；和/nd)射流驱动器，其被设置为引导液体悬浮液流经所述容器，所述液体悬浮液包含所述应答和刺激细胞群中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180112 US 62/616,9301.共培养系统，其包含：
a)应答细胞群；
b)刺激细胞群，所述应答细胞群和刺激细胞群被置于容器内；
c)屏障，其被设置为将所述应答细胞群与所述刺激细胞群物理分隔开，所述屏障对所述刺激细胞群的分泌因子是可渗透的；和
d)射流驱动器，其被设置为引导液体悬浮液流经所述容器，所述液体悬浮液包含所述应答和刺激细胞群中的至少一种。


2.权利要求1所述的系统，其中所述屏障为半透膜。


3.权利要求1所述的系统，其中所述屏障为凝胶。


4.权利要求3所述的系统，其中所述应答和刺激细胞群中的至少一种被置于凝胶中。


5.权利要求3所述的系统，其中所述凝胶为水凝胶。


6.权利要求1所述的系统，其中所述屏障为胶囊，且所述应答和刺激细胞群之一被置于所述胶囊内。


7.权利要求1所述的系统，其中所述屏障包含中空纤维膜。


8.权利要求7所述的系统，其中所述应答和刺激细胞群之一被置于所述中空纤维膜的腔内空间内。


9.权利要求7所述的系统，其中所述刺激细胞群以约1个-约1,000,000个的细胞/cm2的密度置于所述中空纤维膜的腔外空间内。


10.权利要求1-9中任一项所述的系统，其中所述射流驱动器被设置为引导所述液体悬浮液的非连续流。


11.权利要求1-10中任一项所述的系统，其中所述射流驱动器被设置为引导所述液体悬浮液的脉冲流。


12.权利要求11所述的系统，其中所述脉冲流的持续时间为至少约10秒。


13.权利要求11所述的系统，其中所述脉冲流的持续时间为约10秒到约5分钟。


14.权利要求11-13中任一项所述的系统，其中所述脉冲流以至少约2小时的频率施加。


15.权利要求11-13中任一项所述的系统，其中所述脉冲流以约2小时-约24小时的频率施加。


16.权利要求1-15中任一项所述的系统，其中所述应答细胞在约0.1％-约21％的氧分压中保存。


17.权利要求1-16中任一项所述的系统，其中所述屏障的截留分子量(MWCO)为约30kDA-约100,000kDA。


18.权利要求17所述的系统，其中所述屏障的截留分子量(MWCO)为约5000kDA。


19.权利要求1-18中任一项所述的系统，其中所述屏障的孔径为约0.00001μm-约0.65μm。


20.权利要求19所述的系统，其中所述屏障的孔径为约0.5μm。


21.权利要求1-20中任一项所述的系统，其中所述刺激细胞选自下组：基质细胞、病毒包装细胞、抗原暴露细胞、年轻血细胞、微生物细胞、内皮细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、癌细胞和神经元。


22.权利要求1-21中任一项所述的系统，其中所述刺激细胞被置于组织内。


23.权利要求1-22中任一项所述的系统，其中所述应答细胞选自下组：外周血细胞、单核细胞、免疫细胞、骨髓细胞、血小板和红细胞。


24.权利要求23所述的系统，其中所述应答细胞为白细胞。


25.权利要求23所述的系统，其中所述应答细胞为造血干细胞或造血祖细胞。


26.权利要求1-25中任一项所述的系统，其中所述分泌因子为核酸分子。


27.权利要求26所述的系统，其中所述核酸分子选自下组：mRNA、微小RNA、环状RNA和DNA。


28.权利要求1-25中任一项所述的系统，其中所述分泌因子选自下组：生长因子、趋化因子和细胞因子。


29.权利要求1-23中任一项所述的系统，其中所述刺激细胞为间充质干细胞且所述应答细胞为T细胞。


30.权利要求1-29中任一项所述的系统，其中所述分泌因子包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·帕雷卡旦，M·李，
申请(专利权)人：新泽西州立罗格斯大学，总医院公司，
类型：发明
国别省市：美国;US