Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3830
Schmidt, Sebastian
Verfahrenstechnik für die Kultivierung hämatopoetischer Zellen
XIII, 250 S., 2000
Für die ex vivo Expansion hämatopoetischer Zellen, einer Schlüsseltechnologie in der Krebstherapie, wurde im Rahmen der Arbeit ein System von Kultivierungstechniken entwickelt. Der Festbettreaktor ermöglicht die Kultivierung hämatopoetischer Zellen in Kokultur zusammen mit stromalen Zellen und immobilisiert auf porösen Mikroträgern. Dieses System hat eine ausreichende Größe um klinisch relevante Zellzahlen zu generieren. Dazu passend wurde der Miniatur-Schlaufenreaktor entwickelt, der im 1 mL Maßstab mit geringer Zellzahl parallele Experimente erlaubt. Eine stromafreie Kultivierung in Suspension ermöglicht der neu entwickelte Suspensionsreaktor, der kontrollierte Kultivierungen in einem Volumen zwischen 40 und 550 mL ermöglicht. Durch eine integrierte Zellrückhaltung mittels Filtration kann die Kultur auch perfundiert mit Zelldichten von über 1e7 c/mL betrieben werden. Für parallele Versuche im kleineren Maßstab wurde auch für die Suspensionskultur ein miniaturisiertes System mit einem Kulturvolumen von 10 mL entwickelt. Für die Optimierung der Kultivierung hämatopoetischer Vorläuferzellen konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden. Ein Einfluss der Werkstoffe, die für die Konstruktion der Kultursysteme verwendet wurden, konnte nachgewiesen werden. Die optimale Osmolalität konnte zu 0,31-0,32 Osmol/kg bestimmt werden. Neben den hämatopoetischen Vorläuferzellen wurden T-Lymphozyten als Beispiel für einen ausdifferenzierten Zelltyp im neuen Suspensionsreaktor effektiv vorkultiviert, um dann in einem 20 L-Rührkessel eine klinisch relevante Zahl von 2,9e10 Zellen zu generieren. Der neue Suspensionsreaktor konnte darüber hinaus im klinischen Umfeld etabliert und in eine klinische Studie Phase I/II zur Krebstherapie bei Kindern und Jugendlichen eingebracht werden. Die transfundierten Zellen aus dem Suspensionsreaktor wurden von dem behandelten Patienten gut vertragen und lösten keinerlei Abstoßungsreaktionen aus.
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