Memmert二氧化碳培養(yǎng)箱在干細(xì)胞治療研究中的應(yīng)用

德國TICEBA坐落在海德堡，是一家頗具創(chuàng)新精神的生物制藥公司，主要從事干細(xì)胞研究和干細(xì)胞藥物研發(fā)，同時(shí)還有世界上第一家皮膚干細(xì)胞和皮膚組織銀行。TICEBA生產(chǎn)的高標(biāo)準(zhǔn)干細(xì)胞藥物，通常由子公司RHEACELL開展臨床試驗(yàn)，在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域深耕干細(xì)胞療法應(yīng)用研究多年，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展,積累了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)。在TICEBA，研發(fā)、生產(chǎn)及質(zhì)控等部門均有大批量Memmert CO2培養(yǎng)箱。
 
干細(xì)胞治療與康復(fù)醫(yī)學(xué)
近年來，干細(xì)胞治療正在成為治療諸如Alzheimer’s及Parkinson’s之類的退行性疾病和其他炎癥性疾病的強(qiáng)有力工具與技術(shù)手段。干細(xì)胞除了具備分化發(fā)育成損傷組織的功能外，還可以協(xié)調(diào)修復(fù)反應(yīng)。干細(xì)胞可以源自患者分離得來，通過培養(yǎng)后進(jìn)行自體移植。此外，干細(xì)胞可以通過基因修飾來強(qiáng)化表達(dá)某些關(guān)鍵基因，這些基因可以促進(jìn)傷口愈合、減少疤痕的形成等等。再生醫(yī)學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程中的一個(gè)重要分支，借助干細(xì)胞，通過修復(fù)已經(jīng)退化或遭受損傷的組織和器官，治愈功能損傷和疾病。
 
出現(xiàn)最早也是最著名的干細(xì)胞療法是從患者骨髓或血液中移植干細(xì)胞治療白血病。自20世紀(jì)90年代以來，世界各地的不同研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功分離出數(shù)種干細(xì)胞（即從組織和體液中分離出干細(xì)胞），并研究了它們作用于多種疾病的潛在療效。德國有著相對嚴(yán)苛的監(jiān)管規(guī)章，TICEBA的研究主要集中在非胚胎（成體）干細(xì)胞。多能干細(xì)胞(PSC)可以在出生后的人體內(nèi)獲得，并能誘導(dǎo)發(fā)育成多種特殊的細(xì)胞類型。例如，間充質(zhì)干細(xì)胞可以很容易地從脂肪組織中分離，在體外培養(yǎng)擴(kuò)增；在這些干細(xì)胞及3D打印技術(shù)的輔助下，就有可能治療與血管疾病和糖尿病有關(guān)的傷口，這些傷口迄今已證明很難愈合；甚至因肝腎疾病導(dǎo)致的器官衰竭都有可能得以治療。另一個(gè)重要的潛在應(yīng)用方向是角膜再生，角膜干細(xì)胞損傷后角膜可能變得混濁，導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素變性。反過來，腫瘤干細(xì)胞的靶向策略如果可以成功關(guān)閉，則可以抑制腫瘤生長，這對目前不能得到充分治療的癌癥或許很有幫助。
TICEBA與Memmert CO2培養(yǎng)箱
干細(xì)胞治療面臨的一個(gè)最大挑戰(zhàn)是如何將各類風(fēng)險(xiǎn)因素降到可承受范圍，乃至最低。這就是為什么TICEBA生產(chǎn)的干細(xì)胞藥物需要跟其他任何藥物一樣，要在在科學(xué)家和學(xué)術(shù)界的強(qiáng)力支持與嚴(yán)格監(jiān)督下，開展臨床試驗(yàn)研究。這些試驗(yàn)在廣泛的體外試驗(yàn)和建模研究之后就要進(jìn)行。例如，TICEBA旗下RHEACELL目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，研究多能干細(xì)胞治療各種適應(yīng)癥（慢性靜脈潰瘍、糖尿病足潰瘍和外周動脈閉塞性疾�。┑寞熜Ш桶踩�性。在這種情況下，治療成功與否是根據(jù)與傷口愈合相關(guān)的各種參數(shù)來衡量的。此外，還在緊張準(zhǔn)備開展接下來的間充質(zhì)干細(xì)胞治療大皰性表皮松解癥、慢性肝功能衰竭急性期和急性腎功能衰竭的臨床試驗(yàn)以及角膜緣干細(xì)胞治療角膜緣干細(xì)胞缺乏癥的臨床試驗(yàn)。
 
在以干細(xì)胞為基礎(chǔ)研發(fā)生物藥物過程中，先從人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞或角膜干細(xì)胞的原代培養(yǎng)物中分離出ABCB5陽性干細(xì)胞，這些細(xì)胞表面攜帶ABCB5蛋白，其擁有抗炎和再生特性，能夠修復(fù)受損組織。細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)節(jié)在37°C的Memmert CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2濃度控制在3.1%，相對濕度保持在90%RH。同時(shí)，在質(zhì)量控制部門進(jìn)行所謂的效價(jià)測定，以測試所生產(chǎn)的細(xì)胞制劑的再生和免疫調(diào)節(jié)能力，細(xì)胞培養(yǎng)同樣是在前述的37℃、3.1% CO2濃度和90%RH相對濕度環(huán)境下進(jìn)行。 細(xì)胞擴(kuò)增與培養(yǎng)參數(shù)調(diào)控
在TICEBA有超過20臺Memmert二氧化碳培養(yǎng)箱INCO246及其他型號24小時(shí)不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)著，多種應(yīng)用有需要二氧化碳培養(yǎng)箱助陣， Memmert CO2培養(yǎng)箱憑借優(yōu)良的操控性能、可以進(jìn)行高溫干熱滅菌，以及專業(yè)周到的服務(wù)，贏得了TICEBA的信任。 細(xì)胞擴(kuò)增效果評價(jià)是整個(gè)過程中一個(gè)特別重要的環(huán)節(jié)，也是干細(xì)胞治療臨床試驗(yàn)的成功與否的關(guān)鍵。所有的培養(yǎng)環(huán)境參數(shù)都需要穩(wěn)定控制在規(guī)范所規(guī)定的設(shè)定值，在其上下某個(gè)誤差范圍內(nèi)波動，這個(gè)可允許偏差區(qū)間往往又是非常狹窄的，TICEBA對生產(chǎn)和質(zhì)控用CO2培養(yǎng)箱提出了同樣高的要求。例如，驗(yàn)收規(guī)定要求培養(yǎng)箱內(nèi)部溫度隨著時(shí)間的波動不得超過±0.5K，溫度空間分布偏差不得超過0.8K、 所有參數(shù)通過潔凈室監(jiān)控系統(tǒng)或經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)進(jìn)行全過程監(jiān)控，數(shù)據(jù)永久保存。面對這些核查要求，Memmert CO2培養(yǎng)箱均完美過關(guān)。
除此之外，細(xì)胞培養(yǎng)還需要烘箱及低溫培養(yǎng)箱佐以輔助，進(jìn)行培養(yǎng)器具的高溫干熱滅菌與保溫儲存等。 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室及臨床研究表明干細(xì)胞治療具有巨大的醫(yī)療應(yīng)用前景，但絕大多數(shù)尚處于研究和臨床試驗(yàn)階段，要想長期應(yīng)用于臨床，還需要進(jìn)一步深入研究，優(yōu)化培養(yǎng)及移植方案，通過大規(guī)模臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證療效的真實(shí)有效性，以確保移植后干細(xì)胞（成體干細(xì)胞或骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞）在功能整合、增殖，分化和遷移正常進(jìn)行，達(dá)到修復(fù)和替換受損組織的目的，并在組織生態(tài)微環(huán)境中長期存活。

參考文獻(xiàn)：
1.Snyder, E. The state of the art in stem cell biology and regenerative medicine: the end of the beginning. Pediatr Res 83, 191–204 (2018). https://doi.org/10.1038/pr.2017.258
2.Birlea SA, Costin GE, Roop DR, Norris DA. Trends in Regenerative Medicine: Repigmentation in Vitiligo Through Melanocyte Stem Cell Mobilization. Med Res Rev. 2017;37(4):907‐935. https://doi:10.1002/med.21426
3.Vander Beken S, de Vries JC, Meier-Schiesser B, et al. Newly Defined ATP-Binding Cassette Subfamily B Member 5 Positive Dermal Mesenchymal Stem Cells Promote Healing of Chronic Iron-Overload Wounds via Secretion of Interleukin-1 Receptor Antagonist. Stem Cells. 2019;37(8):1057‐1074. https://doi:10.1002/stem.3022
4.Hartwig V, Dewidar B, Lin T, et al. Human skin-derived ABCB5+ stem cell injection improves liver disease parameters in Mdr2KO mice [published correction appears in Arch Toxicol. 2019 Dec;93(12):3669-3670]. Arch Toxicol. 2019;93(9):2645‐2660. https://doi:10.1007/s00204-019-02533-3
5. Burkhart HM, Qureshi MY, Rossano JW, et al. Autologous stem cell therapy for hypoplastic left heart syndrome: Safety and feasibility of intraoperative intramyocardial injections. J Thorac Cardiovasc Surg. 2019;158(6):1614‐1623. https://doi:10.1016/j.jtcvs.2019.06.001
6. Kosaric N, Kiwanuka H, Gurtner GC. Stem cell therapies for wound healing. Expert Opin Biol Ther. 2019;19(6):575‐585. https://doi:10.1080/14712598.2019.1596257