Revista de investigación ósea
Acceso abierto

abstracto

Optimización del proceso del biorreactor de perfusión 3-D para el cultivo de células madre hematopoyéticas CD34+ y la diferenciación hacia el linaje de glóbulos rojos

Greggory J. Housler, Christopher Pekor, Toshio Miki, Eva Schmelzer, Katrin Zeilinger y Jörg C. Gerlach

Optimización del proceso para la ingeniería celular in vitro de la expansión del cultivo de células madre hematopoyéticas (HSC) CD34+ y la diferenciación hacia linajes de glóbulos rojos (RBC) continúa siendo una operación desafiante multifacética. Este trabajo se centra en tres experimentos de aspectos del proceso con el objetivo de proporcionar condiciones mejoradas para el cultivo de HCS hacia linajes de glóbulos rojos en biorreactores basados en fibra hueca de cuatro compartimentos. En un primer conjunto de experimentos, se determinaron las condiciones ideales para la expansión y diferenciación de las HSC CD34+ en glóbulos rojos al evaluar el impacto de la densidad inicial de placas celulares (3000 células/mL versus 20 000 células/mL), la frecuencia del medio de reposición y la transfiéralo a nuevos pocillos para su expansión utilizando cultivos en placa 2D Transwell durante 28 días. Los resultados muestran que una densidad más baja de 3000 células/mL y cambios de medios más frecuentes promueven niveles más altos de expansión celular. En un segundo conjunto independiente de experimentos, se usaron cultivos de biorreactores de fibra hueca para evaluar si la inoculación de células y la recolección de dicha plataforma tecnológica de biorreactores pueden dañar las HSC y producir resultados desfavorables. Se inocularon cuatro biorreactores a escala de laboratorio con un volumen de cámara celular de 8 ml con una densidad inicial de siembra de HSC de 20 000 células/ml cada uno, se perfundieron durante 4 horas y luego se recolectaron para determinar el porcentaje de recuperación. Las células se recuperaron de forma eficaz de los biorreactores, y en los cultivos de placas convencionales 2D de seguimiento, las células recuperadas se expandieron al igual que los cultivos de control, lo que indica que los procedimientos de inoculación y recolección no son una fuente de daño mecánico o pérdida de células durante el cultivo en biorreactores. Finalmente, un tercer conjunto independiente de experimentos utilizó múltiples biorreactores a escala de laboratorio de 8 ml con una densidad inicial de siembra de HSC de 20 000 células/ml. Las células se cultivaron en tres intervalos de tiempo durante 8 a 11 días (n=10), 12 a 14 días (n=15) o 15 a 22 días (n=3) con resultados de expansión de 106,0 ± 94.0, 999.5 ± 589.6 y 456.3 &plusn; 33,6, respectivamente. Aunque se necesitan estudios adicionales para la optimización completa de glóbulos rojos a gran escala, los resultados de estos estudios han llevado a una comprensión metódica de las condiciones mejoradas para el cultivo de HSC en sistemas de biorreactor de perfusión de fibra hueca.