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公開番号2025072599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2025020466,2020022873
出願日2025-02-12,2020-02-13
発明の名称バイオリアクターにおける治療細胞の膨張および分化のためのシステムおよび方法
出願人ピービーエスバイオテックインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C12N 5/07 20100101AFI20250430BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】治療細胞に関与するバイオプロセスのための、迅速、効率的、かつ測定可能な媒体交換技術を提供する。
【解決手段】凝集体として、マイクロキャリアの表面上で、または単一の細胞として成長させた治療細胞のために、測定可能な膨張および/または指向性分化のために、2つのバイオリアクターおよび少なくとも1つの外部の分離および保持装置を使用する、完全な媒体交換のためのシステムおよび方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
細胞凝集体として成長させ、マイクロキャリアの表面に付着させ、または懸濁させた単一の細胞として成長させる治療細胞の細胞膨張の方法であって：
ａ．細胞凝集体、付着細胞を有するマイクロキャリア、または単一の細胞を含む治療細胞を、第１の作業容積を有する第１のバイオリアクター内の第１の媒体中に懸濁するステップ；
ｂ．前記第１のバイオリアクターにおいて前記治療細胞を膨張させるステップ；
ｃ．第２の作動体積を有する第２のバイオリアクターを第２の媒体で予備充填するステップ；
ｄ．前記第２の媒体を含む前記第２のバイオリアクターのプロセスパラメーターを予備調整するステップ；
ｅ．前記治療細胞を含む前記第１の媒体の全てを前記第１のバイオリアクターから分離および保持装置に移すステップ；
ｆ．前記第２の媒体を用いた前記分離および保持装置中の前記治療細胞を濃縮し、洗浄するステップ；
ｇ．前記濃縮し、洗浄した治療細胞を前記分離および保持装置から、予備充填され、予備調整された第２のバイオリアクターに移すステップ；
ｈ．前記治療細胞の所望の膨張が完了するまで、前記第２のバイオリアクター中で新鮮に移された治療細胞を膨張させるステップ
を含む方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２のバイオリアクターおよび第２の媒体の代わりに第３のバイオリアクターおよび第３の媒体を用いてステップｃ．からｈ．を繰り返すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第３のバイオリアクターが、ステップｃの前に予備充填され、予備調整された前記第１のバイオリアクターである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のバイオリアクターおよび第２の媒体の代わりに、１つ以上のその後のバイオリアクターおよびその後の新鮮な媒体を用いてステップｃ．からｈ．を１回以上繰り返すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
使用される前記バイオリアクターの全てが、同一の作業容積を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
順次使用される前記バイオリアクターの各々が、直前のバイオリアクターよりも大きな作業容積を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ステップｅ．が単一の分離および保持装置のみを用いて実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
ステップｅ．が実施されるたびに、異なる分離および保持装置が使用される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記移すステップが、ポンプまたは流体圧差を用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
細胞凝集体として、マイクロキャリアの表面上で、または懸濁された単一の細胞として成長する治療細胞の分化を指向する方法であって：
ａ．細胞凝集体、付着細胞を有するマイクロキャリア、または単一の細胞を含む治療細胞を、第１の作業容積を有する第１のバイオリアクター内に第１の成長因子を含む第１の分化媒体中に懸濁するステップ；
ｂ．前記第１のバイオリアクター中で細胞を分化させるステップ；
ｃ．第２の分化媒体で第２のバイオリアクターを予備充填し、次の分化ステップで使用される第２の成長因子を添加するステップ；
ｄ．前記第２のバイオリアクターのプロセスパラメーターを予備調整するステップ；
ｅ．前記第１の分化媒体、成長因子、および治療細胞の全てを前記第１のバイオリアクターから外部の分離および保持装置に移すステップ；
ｆ．前記分離および保持装置において、前の成長因子を完全に除去するために、第２の分化媒体を用いて前記治療細胞を濃縮し、洗浄するステップ；
ｇ．前記濃縮し、洗浄した治療細胞を前記分離および保持装置から前記予備調整された第２のバイオリアクターに移すステップ；ならびに
ｈ．前記治療細胞の所望の分化が完了するまで、前記第２のバイオリアクターにおいて新たに移された治療細胞を分化させるステップ
を含む方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
著作権およびトレードドレスの通知
本特許文書の開示の一部には、著作権保護の対象となる材料が含まれている。この特許文献は、所有者のトレードドレスであるかまたはその可能性のある事項を表示および／または記載することができる。著作権およびトレードドレスの所有者は、特許商標庁の特許ファイルまたは記録に見られるように、誰が特許開示をファクシミリで複製しても異議はないが、それ以外の場合は、すべての著作権およびトレードドレスの権利を留保する。
続きを表示（約 2,600 文字）【０００２】
関連出願情報
本出願は、米国特許出願第１６／２８２，１２９号、２０１９年２月２１日出願の継続出願であり、米国特許出願第６２／６３４，０７７号、２０１８年２月２２日出願、発明の名称ＢＩＯＲＥＡＣＴＯＲＳＹＳＴＥＭＳＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳＦＯＲＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＴＩＯＮＯＦＣＥＬＬＳから優先権を主張するものであり、参照により本出願中に明示的に盛り込まれているものである。
【０００３】
発明の分野
バイオリアクターにおける細胞凝集体、付着細胞を有するマイクロキャリア、または単一の細胞を含む、治療細胞の膨張および指向性分化のための、特に大容量規模での、完全かつ効率的な媒体交換のためのシステムおよび方法。
【背景技術】
【０００４】
バイオリアクター内で混合しながら懸濁培養中で成長した細胞に関与するバイオプロセスは、広範囲の細胞および遺伝子治療用途のために開発されている。それらの型と特性に応じて、これらの治療細胞は凝集体として一緒に凝集しながら増殖し、マイクロキャリア（ＭＣ）の表面に付着し、または個々の細胞として懸濁する。上流プロセスの一部として、細胞が懸濁している液体媒体を交換する必要がある。すなわち、使用済み媒体を除去し、新鮮な媒体を加える。これは、栄養を補充するかまたは特定の成長ホルモンを供給するとともに、代謝老廃物およびその他の望ましくない副産物を除去するために必要である。媒体交換を必要とする上流のプロセスは、細胞の膨張（細胞の総数の増加）と方向性のある分化（多能性細胞を特定の細胞型に変えるよう指示する）である。
【０００５】
バイオリアクターで媒体交換を行うための様々な技術がある。１つの一般的な方法は、撹拌を一時中断し、すべての細胞凝集体、その表面に成長する細胞をもつＭＣ、または懸濁した単一の細胞をバイオリアクターの底部に重力によって沈降させることである。沈降した細胞凝集体、付着した細胞をもつＭＣ、または単一の細胞の床が形成されると、使用済み媒体の上清を除去し、新鮮な媒体を加え、撹拌を再開して細胞凝集体、付着した細胞をもつＭＣ、または単一の細胞を再懸濁する。この方法には２つの潜在的な問題があり、バイオリアクターの作業容積が増加するにつれて悪化する。第１に、混合の一時的な停止によって、望ましくない凝集、栄養枯渇、ならびに温度、ｐＨ、および溶存酸素レベルのような重要なプロセスパラメーターの偏差を通して、細胞損傷がもたらされ得る。第２に、沈降した細胞凝集体、付着した細胞を有するＭＣ、または単一の細胞の床に近すぎる上清を引き抜くことは、細胞喪失をもたらす可能性があり、一方、濾過された保持装置を使用することは、凝集、閉塞、および細胞損傷をもたらす可能性があるため、全ての使用済み媒体を完全に除去することは困難である。多能性幹細胞（ＰＳＣ）凝集体の多段階指向性分化のようなある種のプロセスは、以前に使用された残存媒体中に残存する成長因子が各分化ステップ間で完全に除去されない場合、効率および収率が低下する可能性がある。細胞への潜在的損傷を最小化しながら、大規模バイオリアクターで完全な媒体交換を達成できるプロセスは、細胞の膨張および分化のためのプロセスの収率および効率を大幅に改善し、従って、新興細胞および遺伝子治療の商業的製造のための非常に貴重なツールである。
【０００６】
ＰＳＣは、ヒト胚から、または成体の体細胞に多能性を誘導することによって由来し得る。ＰＳＣの識別特性は、人体において実質的にいかなる細胞型にも分化する能力であり、これによって、多種多様な異なる疾患徴候を潜在的に処置するための有望な細胞治療ツールとなる。さらに、ＰＳＣは、培養中の細胞凝集体として無限に成長することができ、これは、１人当たり数百万からさらには数十億の細胞に及ぶ可能性がある用量ニーズを満たすために極めて重要である。伝統的な２Ｄ製造プラットフォームを用いて、商業規模で膨大な規模の細胞を生産しようとする試みは、極めて費用がかかり、したがって実行不可能であろう。代わりに、バイオリアクター中の３Ｄ懸濁培養は、ＰＳＣバイオプロセスの開発およびスケールアップのための最良の選択肢を表す。
【０００７】
ＰＳＣ製造の１つの必要条件は、細胞を標的細胞型に変えるように誘導するｉｎｖｉｔｒｏで行われる指向性分化段階である。第１に、細胞膨張局面は、バイオリアクターで起こる。分化局面は、膨張局面が完了したバイオリアクターにおけるｉｎｓｉｔｕでの複数の媒体交換ステップを必要とする。完全な媒体交換は、研究開発現場では小規模で比較的容易かつ完全に達成できる一方、商業的製造のために大規模で達成することは大きな課題を提示する。
【０００８】
細胞治療生成物の商業的製造を成功に達成するためには、治療細胞に関与するバイオプロセスのための迅速、効率的、かつ測定可能な媒体交換技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願は、治療細胞の分離および保持のために設計された少なくとも２つのバイオリアクターおよび１つの外部の装置を用いて、細胞凝集体として、マイクロキャリアの表面上で、または懸濁された単一の細胞として成長する治療細胞に、最小限の損傷を伴う完全な媒体交換のための方法論を開示する。媒体交換中にバイオリアクター内に残っている治療細胞の代わりに、それらは、代わりに、使用済み媒体中で、濃縮し、洗浄に使用された同一の媒体で調製された異なるバイオリアクターに戻す前に、それらを新鮮な媒体で十分に洗浄する外部分離および保持デバイスに除去される。
【００１０】
このプロセスには、様々なタイプの分離および保持装置を使用することができる。それらの動作の方法は、遠心分離（従来のもしくは連続的な抗遠心力）、音響沈殿、または単純な濾過を含むことができる。これらの装置の主な目的は、細胞凝集体、付着細胞を有するＭＣ、または懸濁した単一の細胞などの治療細胞を単離、濃縮、洗浄することである。
（【００１１】以降は省略されています）

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