CZ2017396A3 - Prostředek pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách a jeho použití - Google Patents

Prostředek pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách a jeho použití Download PDF

Info

Publication number
CZ2017396A3
CZ2017396A3 CZ2017-396A CZ2017396A CZ2017396A3 CZ 2017396 A3 CZ2017396 A3 CZ 2017396A3 CZ 2017396 A CZ2017396 A CZ 2017396A CZ 2017396 A3 CZ2017396 A3 CZ 2017396A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
mmol
solution
trehalose
amount
cations
Prior art date
Application number
CZ2017-396A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ309446B6 (cs
Inventor
Tomáš Groh
Yuriy PETRENKO
Eliška Kosnarová
Peter Bauer
Original Assignee
Bioinova, S.R.O.
Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bioinova, S.R.O., Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i. filed Critical Bioinova, S.R.O.
Priority to CZ2017-396A priority Critical patent/CZ309446B6/cs
Publication of CZ2017396A3 publication Critical patent/CZ2017396A3/cs
Publication of CZ309446B6 publication Critical patent/CZ309446B6/cs

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/10—Preservation of living parts
    • A01N1/16—Physical preservation processes
    • A01N1/162—Temperature processes, e.g. following predefined temperature changes over time
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/10—Preservation of living parts
    • A01N1/12—Chemical aspects of preservation
    • A01N1/122—Preservation or perfusion media
    • A01N1/126—Physiologically active agents, e.g. antioxidants or nutrients
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/28—Bone marrow; Haematopoietic stem cells; Mesenchymal stem cells of any origin, e.g. adipose-derived stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0652—Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0662—Stem cells
    • C12N5/0663—Bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSC)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0652—Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0662—Stem cells
    • C12N5/0667—Adipose-derived stem cells [ADSC]; Adipose stromal stem cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2500/00—Specific components of cell culture medium
    • C12N2500/30—Organic components
    • C12N2500/34—Sugars

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Prostředek pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách od -18 °C do -196 °C, který je tvořen vodným roztokem trehalózy, který obsahuje trehalózu v množství 60 až 900 mmol/l. Roztok může dále obsahovat kationty Kv množství až 50 mmol/l, katonty Nav množství až 80 mmol/l, anionty Clv množství až 40 mmol/l, anionty POa/nebo HPOa/nebo HPOv celkovém množství až 65 mmol/l, kationty Mga/nebo Cav celkovém množství až 2 mmol/l, anionty SOa/nebo HSOv celkovém množství až 2 mmol/l, přičemž pH roztoku je 7,1 až 7,6, a přičemž celková osmolalita roztoku není vyšší než 900 mosmol/l. Popisuje se také použití výše uvedeného prostředku k dlouhodobému uskladnění kmenových buněk, zejména mezenchymálních kmenových buněk po dobu více než tří dnů při velmi nízkých teplotách od -18 °C do -196 °C.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká prostředku pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách. Dále se vynález týká použití pufrovaného nebo nepufřovaného vodného roztoku trehalózy k dlouhodobému uskladnění kmenových buněk při velmi nízkých teplotách.
Dosavadní stav techniky
Kmenové buňky jsou pro svůj multipotentní potenciál velmi ceněná frakce v biofarmaceutickém průmyslu. Jejich omezená životnost ex vivo je v současné době řešena jejich kryoprezervací, tj. hlubokým zmražením na teplotu -18 °C až -196 °C. Hluboce zamražené kmenové buňky je možné kdykoliv v případě potřeby použít a jejich životnost je v takovém stavu prodloužena o několik let. Klíčovým krokem v celém procesu mražení kmenových buněk je roztok, ve kterém jsou buňky uloženy. Jeho složení je zásadní pro výsledné vlastnosti buněk po jejich rozmražení. Z hlediska biofarmaceutického průmyslu a současných pravidel pro použití buněk k terapeutickým účelům je žádoucí, aby rozmražené buňky bylo možné přímo aplikovat pacientovi bez dalších kroků promývání či centrifugace buněk. Tento fakt klade velké nároky především na složení roztoku s ohledem na bezpečnost jednotlivých komponent v roztoku obsažených. Pro kryoprezervací buněk se běžně používá dimethylsulfoxid (DMSO), ethylen glykol či glycerol.
Nevýhoda použití těchto kryoprotektivních látek je jejich nezanedbatelná cytoxicita a významné nežádoucí vedlejší účinky při podání pacientům. Proto jsou vyvíjeny kryoprotektivní roztoky, které jsou primárně založeny na použití netoxických složek při zachování kryoprezervačních vlastností.
Jako velmi potentní složka kryoprotektivních roztoků se ukazuje trehalóza. Trehalóza, disacharid glukózy, je syntetizována nižšími organizmy v případech, kdy jsou vystaveny stresu, chladu, vysokým teplotám nebo vysušení, je známa jako protistresový faktor. Trehalóza, na rozdíl od DMSO, neprochází buněčnou membránou a při mražení chrání buňky extracelulámě díky mírné dehydrataci buněk.
Dash a kolektiv testovali trehalózu (Curr Stem Cell Res Ther., 2008) pro mražení rybích embryonálních kmenových buněk. Přidaná trehalóza do kryoprotektivního roztoku obsahujícího DMSO zvýšila viabilitu rozmražených buněk.
Velmi pozitivní účinek 1M roztoku trehalózy na mražení kmenových CD34 + buněk izolovaných z periferní krve popisuje Martinetti (Biomed Rep., 2017).
Použití extracelulámí a také intracelulámí trehalózy v kryoroztoku příznivě ovlivňuje vitalitu rozmražených kmenových buněk izolovaných z pupečníkové krve (Motta a kol., Cryobiology, 2014).
Campbell a kolektiv popisuje (Cryobiology, 2012) výhodné použití 0,2 - 0,4M roztoku trehalózy v kombinaci s uhličitanem sodným a kultivačním médiem EMEM (Eagle's Minimum Essential Medium) pro mražení hovězích endotheliálních buněk.
Velice výhodná se ukazuje 24 hodinová preinkubace buněk s trehalózou před samotným procesem mražení. Výhodu preinkubace buněk 200mM roztokem trehalózy také popisuje Petrenko a kol. (Cryo Letters. 2014).
- 1 CZ 2017 - 396 A3
Patentová přihláška CN105961374 popisuje kryoprotektivní roztok pro uchování mesenchymálních kmenových buněk. Tento roztok obsahuje zejména polyethylen glykol a albumin, přičemž jako jednu ze složek obsahuje i trehalózu.
Přihláška CN105494317 popisuje zamražení kmenových buněk izolovaných z tukové tkáně v roztoku obsahujícím zejména lipoprotein, trehalózu a glycerin.
Patentová přihláška CN104012519 popisuje výhodnou kombinaci trehalózy a erytropoietinu v kryoprotektivním roztoku.
Patentová přihláška US2011008300 popisuje výhodné použití roztoku s obsahem trehalózy a glycerinu pro kryoprezervaci tukové tkáně.
Patentová přihláška KR20140046690 popisuje mražení prasečích spermatogonálních buněk v roztoku obsahujícím 200 mM trehalózy, fetální hovězí sérum, DMSO a kultivační médium Alpha MEM (Alpha Modification of Eagle's Minimum Essential Media).
Obdobně, přihláška CN102578077 je zaměřena na problematiku mražení mesenchymálních kmenových buněk v kryoroztoku obsahujícím DMSO, trehalózu a další komponenty. Kryoroztok je použit bez obsahu séra.
Korejský patent KR20120078094 popisuje výhodnou kombinaci DMSO, trehalózy, katalasy a kaspasového inhibitoru zVAD-fmk pro mražení kmenových buněk izolovaných z plodové vody.
Roztok obsahující trehalózu a další farmaceuticky použitelné ingredience je popsán v české patentové přihlášce PV 2016-284. Přihláška popisuje hypothermické skladování buněk v tomto roztoku při teplotě snížené až na -4 °C.
Dosud známá řešení neumožňují hluboké zmražení za použití farmaceuticky nekompatibilních složek, což výrazně v klinické praxi znemožňuje bezprostřední využití takových roztoků po rozmražení.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje prostředek pro uchování kmenových buněk při velmi nízkých teplotách, který je tvořen vodným roztokem trehalózy, který obsahuje disacharid trehalózu v množství 60 až 900 mmol/1, s výhodou 200 až 900 mmol/1 a nejvýhodněji 300 až 900 mmol/1.
Roztok se může skládat pouze z vody a trehalózy v množství 60 až 900 mmol/1, přičemž pH roztoku může být, v závislosti na použité vodě, 7 až 8, zpravidla však je hodnota pH 7,1 až 7,6.
Ve výhodném provedení roztok sestává z pufirováného vodného roztoku trehalózy, který obsahuje jednoduché soli pro tlumení výkyvů pH, přičemž pH roztoku je 7,1 až 7,6, a přičemž celková osmolarita roztoku není vyšší než 900 mosmol/1. Osmolaritou se v této přihlášce rozumí osmolarita vypočtená způsobem v této oblasti techniky obvyklým, nebo, v případě že by byla vyšší než vypočtená, osmolarita změřená.
Tento roztok s výhodou obsahuje jako nezbytné složky kationty K+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Na+ v množství 20 až 80 mmol/1, anionty Cl v množství 0,5 až 40 mmol/1, anionty POÚ a/nebo I IPOý a/nebo H2PO42· v celkovém množství 20 až 65 mmol/1, a trehalózu v množství minimálně 60 mmol/1, s výhodou minimálně 200 mmol/1, ještě výhodněji minimálně 300 mmol/1. Horní mez obsahu trehalózy je určena tím, že celková osmolarita roztoku nemá být vyšší než 900 mosmol/1. Horní mez obsahu trehalózy v pufirováném roztoku je tedy o množství disociovaných
-2CZ 2017 - 396 A3 solí nižší než 900 mosmol/1. Koncentrace uvedených složek jsou v rámci uvedeného rozmezí voleny tak, aby hodnota pH roztoku byla 7,1 až 7,6. V nejjednodušším provedení vynálezu nemusí prostředek podle vynálezu obsahovat žádné další záměrně přidávané složky. V každém případě, optimální celková osmolarita roztoku není vyšší než 900 mosmol/1.
V dalších provedeních vynálezu roztok dále může obsahovat kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0 až 2 mmol/1 a anionty SCh2- a/nebo HSOy v celkovém množství 0 až 2 mmol/1. Jestliže jsou kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ přítomny jako záměrně přidaná složka, jsou v roztoku obsaženy v celkovém množství 0,1 až 2 mmol/1. Jestliže jsou anionty SCU2- a/nebo HSOy přítomny jako záměrně přidaná složka, jsou v roztoku obsaženy v celkovém množství 0,5 až 2 mmol/1.
Ve výhodném provedení vynálezu roztok obsahuje kationty K+ v množství 28 až 32 mmol/1, kationty Na+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0,4 až 1,2 mmol/1, anionty Cl’ v množství 0,5 až 20 mmol/1, anionty PCL3- a/nebo IIPO42 a/nebo H2PO4 v celkovém množství 40 až 50 mmol/1, anionty SCh2- a/nebo HSOy v celkovém množství 0,9 až 1,2 mmol/1.
Ve zvláště výhodných provedeních vynálezu roztok obsahuje trehalózu v množství 200 až 400 mmol/1.
Zvláště výhodné je, když vodný roztok neobsahuje vedle kationtů K+ kationtů Na+, kationtů Mg2+ a/nebo Ca2+, aniontů Cl, aniontů PCL3- a/nebo IIPO42 a/nebo H2PO4, aniontů SCU2- a/nebo HSCU a trehalózy žádné další záměrně přidané složky. Samozřejmě nelze vyloučit,že v roztoku jsou stopová množství látek, jejichž přítomnost je podmíněna výrobou nebo jinak náhodná.
Konkrétněji, prostředek podle vynálezu je určen k uskladnění buněk při nízkých a velmi nízkých teplotách od -5 °C až do -273 °C. Prostředek podle vynálezu je zvláště vhodný k uskladnění kmenových buněk při teplotách od -18 °C do -196 °C, s výhodou -60 °C až-196 °C, nejčastěji -80 °C až-196 °C. Režim mražení prostředku podle vynálezu může mít různý průběh. Může být použito programovatelných mrazicích jednotek (např. IceCube; SY-LAB) či dalších teplotně optimalizovaných zařízení: Mr. Frosty™ (Thermo Fisher Scientific) či CoolCell® (BioCision). S výhodou lze suspenzi buněk v prostředku dle vynálezu mrazit také přímým uložením vzorku do par tekutého dusíku. Tekutý dusík či jeho páry jsou z pohledu mražení i uskladnění vzorku nejvhodnější.
Prostředek podle vynálezu se skládá z farmaceuticky přijatelných sloučenin a může být použit přímo k aplikaci kmenových buněk, které jsou v něm zmraženy. Po rozmražení kmenových buněk je zajištěna jejich dostatečná životaschopnost.
Prostředek podle vynálezu je určen zejména pro mrazové uchování mezenchymálních kmenových buněk získaných z kostní dřeně, tukové tkáně, periferní krve nebo z extraembryonálních tkání (placenta, pupečník, pupečníková krev) nebo embryonálních, nervových, indukovaných nebo limbálních kmenových buněk savců včetně člověka. Může sloužit také k uchování kmenových buněk uchycených na biologickém nosiči. Z podstaty samotného vynálezu, tedy osmotický vliv roztoku na buňky před zmražením vč. stabilizace buněčné membrány, je možné očekávat pozitivní vliv roztoku také na jiné buněčné typy.
Kmenové buňky uchované v prostředku podle vynálezu mohou být po rozmražení aplikovány bez nutnosti odmytí tohoto prostředku přímo pacientovi zejména intravenózně, intraarteriálně, intramuskulámě, subkutánně, subkunjunktiviálně nebo intratekálně, a to buď samostatně, nebo s nosičem.
Nosičem kmenových buněk může být biodegradabilní i nedegradabilní materiál. Nosičem mohou být funkční biomateriály. Může se jednat o syntetické biokompatibilní polymery (kyselina
-3 CZ 2017 - 396 A3 polylaktidová PLA, kyselina polyglykolová PGA, polyethylenglykol PEG, polykaprolakton PCL, polyhydroxybutyrát PHB a další), přírodní polymery a polysacharidy (kolagen typu I, hyaluronová kyselina, fibrin, chitosan, celulóza, škrob a další) nebo extracelulámí matrice (ECM) ve formě hydrogelu, nanovláken nebo mikrovláken. Alternativně se pro aplikace, které počítají s nosičem, mohou kultivace kmenových buněk provádět v přítomnosti těchto nosičů a společně uchovávat a aplikovat v prostředku podle vynálezu.
Vhodný roztok trehalózy o koncentraci trehalózy v množství 60 až 900 mmol/1, s výhodou 300 až 900 mmol/1, je možné použít k dlouhodobému uskladnění hluboce zmražených mezenchymálních kmenových buněk. Hlubokým zmražením se rozumí zmražení na velmi nízké teploty od -18 °C do -196 °C. Nižší teploty jsou také možné, i když méně praktické. Dlouhodobým uskladněním se rozumí uskladnění po dobu více než tří dnů, ale i několika týdnů nebo měsíců, například až pěti let.
Pufirovaný vodný roztok trehalózy, obsahující trehalózu v množství 200 až 400 mmol/1, kationty K+ v množství 28 až 32 mmol/1, kationty Na+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0,4 až 1,2 mmol/1, anionty Cl v množství 0,5 až 20 mmol/1, anionty POT a/nebo IIPO42 a/nebo H2PO4· v celkovém množství 40 až 50 mmol/1, anionty SCE2- a/nebo HSO4· v celkovém množství 0,9 až 1,2 mmol/1, je možné použít zejména k dlouhodobému uskladnění hluboce zmražených mezenchymálních kmenových buněk.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1: Izolace a kultivace MSCs z kostní dřeně (BM-MSCs)
Aspirace kostní dřeně byla provedena trepanobioptickou jehlou, která je součástí odběrového setu obsahujícího fyziologický roztok s heparinem a gentamicinem. Po transportu kostní dřeně do prostor pro sterilní zpracování biologického materiálu byl vzorek smíchán s infuzním roztokem Gelofůsinu. Množství přidaného Gelofusinu odpovídalo 25 % objemu kostní dřeně. Směs sedimentovala 10-30 minut a poté byla odebrána vrstva prstence mononukleámích buněk. V odebrané vrstvě buněk byla analyzována buněčnost směsi hematologickým analyzátorem. Do každé z připravených kultivačních lahví o ploše 75 cm2 bylo přidáno 10 ml kompletního kultivačního média (médium Alpha MEM Eagle obsahující 5% lidský destičkový lyzát a gentamicin) a definované množství suspenze izolovaných buněk (5-10 milionů jaderných buněk) pro nasazení primokultury. Kultivace buněk probíhala při teplotě 37 ± 0,5 °C a 5 % CO2. V průběhu kultivace buněk probíhala průběžná výměna kompletního kultivačního média s případným oplachem buněk pomocí 10 ml pufiru PBS na jednu kultivační láhev. Dle množství rostoucích buněk probíhalo jejich pasážování, tedy řízené enzymatické odloučení adherujících buněk a jejich přenesení na větší kultivační plochu. Tento proces vždy začal optickou kontrolou kultury pod mikroskopem; optimální pro růst kultury bylo dosažení 80 - 90% pokrytí buněk kultivačního dna. Pro pasážování bylo nutné odsátí kultivačního média, oplach kultury 10 ml pufru PBS a přidání 1 ml roztoku enzymu TrypLE Select CTS. Kultivační lahve byly cca 4 minuty inkubovány při 37 ± 0,5 °C. Správný průběh enzymatické reakce byl kontrolován pod mikroskopem. Pokud se buňky pohybovaly s proudící kapalinou po poklepání kultivační lahve, byl do každé lahve přidán 1 ml infůzního roztoku 20% HSA (lidský sérový albumin) a 6 ml pufiru PBS. Tato směs byla promíchána jemným nasátím a vysátím z pipety a byla převedena do centrifůgační zkumavky a centrifugována (230 g, 5 minut). Peleta buněk byla resuspendována v kompletním kultivačním médiu a suspenze buněk rozdělena na požadované množství kultivačních lahví. Třetím pasážováním buněk bylo dosaženo finální suspenze buněk. Ta byla navíc ještě jednou promyta pufirem PBS a centrifugována (230 g, 5 minut). Pro vytvoření přípravku podle provedení vynálezu byla peleta získaná výše uvedeným postupem resuspendována v roztoku přípravku uvedeném v příkladu 2A (s 250 mM trehalózou, který je dále označován TR-250), 2B (s 300 mM trehalózou, označovaném TR-300), 2C (s 350 mM trehalózou, označovaném TR-350), 2D (s 400 mM trehalózou, označovaném TR-400) a 2E
-4CZ 2017 - 396 A3 (pouze vodný roztok s 400 mM trehalózou označovaném TRH-400). Značkou mM nebo také mmol/1 je označován počet milimolů v litru roztoku.
Obsah zmražených kmenových buněk byl zpravidla 5 x 105 až 1 x 10’ MSCs/ml. Takto připravená suspenze buněk byla průběžně míchána lehkým protřepáním po dobu nejméně deseti minut při pokojové teplotě. Zároveň byla stanovena viabilita vstupní suspenze buněk. Následně byla suspenze (TR-250 a TR-300) uložena do mrazáku o teplotě -70 °C v mrazicím zařízení CoolCell® (BioCision). Paralelně byly vzorky uloženy přímo do teploty -70 °C či do -196 °C na dobu 24 hodin (tabulka 1). V tabulce 2 jsou uvedeny hodnoty viability buněk zmražených pouhým uložením do teploty -196 °C, nicméně buňky jsou v suspenzi v různých roztocích (TR350, TR-400 a TRH-400). Následně byly všechny vzorky uloženy do Dewarovy nádoby obsahující tekutý dusík. Po jejich rozmražení ve vodní lázni při 37 °C byly vzorky testovány dle přikladu 3.
Příklad 2: Možné přípravy 100 ml roztoku podle vynálezu
Příklad 2A. Příprava roztoku podle vynálezu s 250 mM trehalózou (TR-250)
Navážíme 0, 408 g KH2PO4 a 0,213 g NadIPCE, rozpustíme v 20 ml destilované vody; navážíme 0,007 g CaCl2 x 2H2O a rozpustíme v 10 ml destilované vody; navážíme 0,012 g MgSCU a rozpustíme v 10 ml destilované vody. Takto připravené roztoky smícháme a upravíme pH na hodnotu 7,4. Poté ve směsi rozpustíme 9,45 g trehalózy a konečný objem upravíme destilovanou vodou na 100 ml. Výsledná osmolarita roztoku je 358 mosmol/1.
Příklad 2B. Příprava roztoku podle vynálezu s 300 mM trehalózou (TR-300)
Navážíme 0, 408 g KH2PC>4 a 0,213 g Na2HPC>4, rozpustíme v 20 ml destilované vody; navážíme 0,007 g CaCl2 x 2H2O a rozpustíme v 10 ml destilované vody; navážíme 0,012 g MgSCU a rozpustíme v 10 ml destilované vody. Takto připravené roztoky smícháme a upravíme pH na hodnotu 7,4. Poté ve směsi rozpustíme 11,34 g trehalózy a konečný objem upravíme destilovanou vodou na 100 ml. Výsledná osmolarita roztoku je 408 mosmol/1.
Příklad 2C. Příprava roztoku podle vynálezu s 350 mM trehalózou (TR-350)
Navážíme 0,408 g KH2PC>4 a 0,213 g Na2HPC>4, rozpustíme v 20 ml destilované vody; navážíme 0,007 g CaCl2 x 2H2O a rozpustíme v 10 ml destilované vody; navážíme 0,012 g MgSCU a rozpustíme v 10 ml destilované vody. Takto připravené roztoky smícháme a upravíme pH na hodnotu 7,4. Poté ve směsi rozpustíme 13,23 g trehalózy a konečný objem upravíme destilovanou vodou na 100 ml. Výsledná osmolarita roztoku je 458 mosmol/1.
Příklad 2D. Příprava roztoku podle vynálezu s 400 mM trehalózou (TR-400)
Navážíme 0, 408 g KH2PC>4 a 0,213 g Na2HPC>4, rozpustíme v 20 ml destilované vody; navážíme 0,007 g CaCl2 x 2H2O a rozpustíme v 10 ml destilované vody; navážíme 0,012 g MgSCU a rozpustíme v 10 ml destilované vody. Takto připravené roztoky smícháme a upravíme pH na hodnotu 7,4. Poté ve směsi rozpustíme 15,12 g trehalózy a konečný objem upravíme destilovanou vodou na 100 ml. Výsledná osmolarita roztoku je 508 mosmol/1.
Přiklad 2E. Příprava vodného nepufřovaného roztoku podle vynálezu s 400 mM trehalózou (TRH-400)
Navážíme a rozpustíme 15,12 g trehalózy a konečný objem upravíme destilovanou vodou na 100 ml. Výsledná osmolarita roztoku je 400 mosmol/1.
Příklad 3: Životaschopnost BM-MSCs po jejich zmražení a následném rozmražení (uskladnění v
-5 CZ 2017 - 396 A3 tekutém dusíku)
Byla hodnocena životaschopnost MSCs izolovaných z lidské kostní dřeně uchovaných v roztoku TR-250, TR-300, TR-350, TR-400 a TRH- 400 ihned po jejich rozmražení. Nejprve byla suspenze barvena propidium jodidem a viabilita buněk stanovena metodou průtokové cytometrie. Viabilita stanovená barvením propidium jodidem odráží životaschopnost jednotlivých buněk v suspenzi. Propidium jodid je látka, která neprostupuje membránou živých buněk. U poškozených a neživotaschopných buněk se propidium jodid váže na DNA. Životaschopnost BM-MSCs sledovaná barvením propidium jodidem bezprostředně po rozmražení dosahovala více než 50 % u vzorků zmražených šokovým uložením do -70 °C či do -196 °C (tabulka 1). Nejvhodnější se ukazuje právě přímé uložení suspense buněk v prostředku dle vynálezu do -70 °C či -196 °C v roztoku TR-250 i TR-300 (tabulka 1). Nejlepších výsledků bylo ovšem dosaženo při použití roztoku TR-400 s nej vyšší koncentrací trehalózy. Ten chrání buňky před poškozením mrazem nejvíce, viabilita buněk se po rozmražení pohybuje nad 60 % (tabulka 2).
Tabulka 1 - MSCs z kostní dřeně, viabilita buněk v roztoku TR-250 a TR-300 v různých režimech mražení
TR-250 % živých (propidium jodid negativních) buněk
vzorek před mražením 90,8
COOLCELL 14,2
přímé uložení do -70 °C 54,7
přímé uložení do -196°C 52,9
TR-300 % živých (propidium jodid negativních) buněk
vzorek před mražením 90, 8
COOLCELL 12,1
přímé uložení do -70 °C 51,0
přímé uložení do -196°C 59,7
Tabulka 2 - MSCs z kostní dřeně, viabilita buněk uložených přímo do -196 °C v různých roztocích dle vynálezu
Uložení do -196 °C % živých (propidium jodid negativních) buněk
vzorek před mražením 91,1
TR-350 54,5
TR-400 63,9
TRH-400 39,1
-6CZ 2017 - 396 A3
Rozmražené buňky byly paralelně také testovány pomocí následné kultivace a byla sledována jejich schopnost adherence na kultivační plastik a jejich morfologické vlastnosti. Základní vlastnosti mesenchymálních kmenových buněk je jejich schopnost adherence na kultivační plastik. Z morfologického hlediska mají životaschopné mesenchymální kmenové buňky protáhlý fibroblastový tvar. Bylo vysazeno stejné objemové množství buněk odpovídající počtu 100 000 buněk v čerstvém stavu na 24 jamkovou kultivační desku. Po 48 hodinách byly buňky hodnoceny pod mikroskopem. Nejvyšší míra adheze byla pozorována u suspenze buněk mražených přímým uložením do -70 °C či -196 °C v roztoku dle vynálezu (TR- 250, TR-300, TR-350 a TR-400). Všechny adherované buňky odpovídaly morfologii mesenchymálních kmenových buněk. Tato pozorování jsou v souladu s pozorováním při detekci viability pomocí propidium jodidu.
Orientačními pokusy bylo zjištěno, že obsah trehalózy může být i vyšší než 400 mmol/1, avšak její účinek se již nijak významně nezvyšuje, přičemž při celkové osmolaritě vyšší než 900 již je roztok farmaceuticky nevhodný, a naopak obsah trehalózy nižší než 60 mmol/1 nemá již pozorovatelný vliv.

Claims (9)

1. Prostředek pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách, vyznačující se tím, že je tvořen vodným roztokem trehalózy, který obsahuje trehalózu v množství 60 až 900 mmol/1, přičemž roztok může dále obsahovat kationty K+ v množství 0 až 50 mmol/1, kationty Na+ v množství 0 až 80 mmol/1, anionty CT v množství 0 až 40 mmol/1, anionty PCL3- a/nebo HPO42 a/nebo H2PO4· v celkovém množství 0 až 65 mmol/1, kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0 až 2 mmol/1, anionty SOA a/nebo HSOy v celkovém množství 0 až 2 mmol/1, přičemž pH roztoku je 7,1 až 7,6, a přičemž celková osmolarita roztoku není vyšší než 900 mosmol/1.
2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztok sestává výlučně z trehalózy, vody a popřípadě stopových množství doprovodných rozpuštěných látek.
3. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztok obsahuje kationty K+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Na+v množství 20 až 80 mmol/1, anionty CT v množství 0,5 až 40 mmol/1, anionty PCU3- a/nebo HPO42 a/nebo H2PO4· v celkovém množství 20 až 65 mmol/1.
4. Prostředek podle nároku 3, vyznačující se tím, že roztok obsahuje kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0,1 až 2 mmol/1, anionty SCU2- a/nebo HSCU' v celkovém množství 0,5 až 2 mmol/1
5. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztok obsahuje trehalózu v množství 200 až 400 mmol/1, kationty K+v množství 28 až 32 mmol/1, kationty Na+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0,4 až 1,2 mmol/1, anionty CT v množství 0,5 až 20 mmol/1, anionty PO43’ a/nebo HPO42’ a/nebo H2PO4’ v celkovém množství 40 až 50 mmol/1, anionty SO42’ a/nebo HSO4’ v celkovém množství 0,9 až 1,2 mmol/1.
6. Prostředek podle některého z nároků 1 nebo 3 až 5, vyznačující se tím, že roztok sestává výlučně z trehalózy, vody, alespoň některého kationtu ze skupiny kationtů K+, Na+, Ca2+, Mg2+ a alespoň některého aniontu ze skupiny aniontů Q, PCL3-, HPO42“, H2PO4 , SO4 2’, HSO4· a popřípadě stopových množství doprovodných rozpuštěných látek.
-7 CZ 2017 - 396 A3
7. Použití prostředku podle některého z nároků 3 až 6 k uskladnění kmenových buněk po dobu alespoň tří dnů při velmi nízkých teplotách od -18 °C do -196 °C.
5
8. Použití vodného roztoku trehalózy o koncentraci trehalózy v množství 60 až 900 mmol/1, k dlouhodobému, po dobu více než tří dnů, uskladnění mezenchymálních kmenových buněk při velmi nízkých teplotách od -18 °C do -196 °C.
9. Použití pufřovaného vodného roztoku trehalózy, obsahujícího trehalózu v množství ío 200 až 400 mmol/1, kationty K+ v množství 28 až 32 mmol/1, kationty Na+ v množství 20 až 50 mmol/1, kationty Mg2+ a/nebo Ca2+ v celkovém množství 0,4 až 1,2 mmol/1, anionty Cl· v množství 0,5 až 20 mmol/1, anionty PCU3- a/nebo HPCU2 a/nebo H2PO4 v celkovém množství 40 až 50 mmol/1, anionty SOý a/nebo 11 S()4 v celkovém množství 0,9 až 1,2 mmol/1, k dlouhodobému, po dobu více než tří dnů, uskladnění mezenchymálních 15 kmenových buněk při velmi nízkých teplotách od -18 °C do -196 °C.
CZ2017-396A 2017-07-07 2017-07-07 Prostředek pro kryoprezervaci lidských nebo zvířecích buněk CZ309446B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-396A CZ309446B6 (cs) 2017-07-07 2017-07-07 Prostředek pro kryoprezervaci lidských nebo zvířecích buněk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-396A CZ309446B6 (cs) 2017-07-07 2017-07-07 Prostředek pro kryoprezervaci lidských nebo zvířecích buněk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2017396A3 true CZ2017396A3 (cs) 2019-01-16
CZ309446B6 CZ309446B6 (cs) 2023-01-25

Family

ID=65000868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-396A CZ309446B6 (cs) 2017-07-07 2017-07-07 Prostředek pro kryoprezervaci lidských nebo zvířecích buněk

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309446B6 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309716B6 (cs) * 2019-12-12 2023-08-16 Bioinova, A.S. Přípravek k léčení degenerativních poškození sítnice

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962213A (en) * 1996-06-14 1999-10-05 Biostore New Zealand Limited Compositions and methods for the preservation of living tissues
US20060078872A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-13 Atsushi Taguchi Cell-preservation liquid
US8481253B2 (en) * 2008-03-19 2013-07-09 Cryo-Save Ag Cryopreservation of adipose tissue for the isolation of mesenchymal stem cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309716B6 (cs) * 2019-12-12 2023-08-16 Bioinova, A.S. Přípravek k léčení degenerativních poškození sítnice

Also Published As

Publication number Publication date
CZ309446B6 (cs) 2023-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5998265B2 (ja) トレハロース及びデキストラン含有哺乳動物細胞移植用溶液
KR101368924B1 (ko) 세포 보존용 수용액
US20230247981A1 (en) Method for obtaining an enriched population of functional mesenchymal stem cells, cells obtained thereof compositions comprising the same
US10104881B2 (en) Composition comprising plant-derived recombinant human serum albumin, lipids, and plant protein hydrolysates as active ingredients for cryopreservation of stem cells or primary cells
KR102253850B1 (ko) 포유동물 세포 동결 보존액
CN104145943A (zh) 一种人脐带华通氏胶组织的冻存保护液及其制备与应用
US8481253B2 (en) Cryopreservation of adipose tissue for the isolation of mesenchymal stem cells
CA2719806A1 (en) Method, system, and apparatus for hypothermic collection, storage, transport and banking of birth tissue
JP7323290B2 (ja) 凍結保存組成物およびその使用方法
TWI837281B (zh) 細胞冷凍保存液及細胞的漸凍方法
ES2998510T3 (en) Solution for the preservation, transport and application of stem cells
Huang et al. Cryopreservation of human T lymphocytes under fast cooling with controlled ice nucleation in cryoprotective solutions of low toxicity
KR20210045443A (ko) 아카보즈 또는 스타키오스를 포함하는 포유동물 세포 보존용 액
CZ309446B6 (cs) Prostředek pro kryoprezervaci lidských nebo zvířecích buněk
CZ31206U1 (cs) Prostředek pro uchování lidských nebo zvířecích buněk při velmi nízkých teplotách
CZ2018116A3 (cs) Způsob uchování živočišných buněk
CZ30270U1 (cs) Prostředek pro uchování, transport a aplikaci kmenových buněk
CN118318828A (zh) 一种基于液液凝聚相的冷冻保存液及其制备方法与应用
Marquez-Curtis et al. Cryopreservation of mesenchymal stromal cells 2 derived from various tissues 3