Bioreaktor-Kultivierung zur Krebsforschung und Erythrozytenherstellung
Der jüngste Fokus auf die Entwicklung von Impfstoffen hat die wichtige Rolle der Bioreaktoren in der medizinischen Forschung verdeutlicht. Cristina Bernal-Martinez von Getinge erklärt uns die Funktionsweise von Bioreaktoren und wie sie Forscher bei der Suche nach Krebsbehandlungen und der Kultivierung von Erythrozyten unterstützen können.
„Ein Bioreaktor bietet eine ideale sterile Umgebung, in der sich Zellen vermehren können, ohne dass es zu Kreuzkontaminationen kommt. Bioreaktoren können dies nur effizient sicherstellen, wenn die Bedingungen stimmen. Der Bioreaktor ermöglicht es uns, die Temperatur zu regeln, den pH-Wert aufrechtzuerhalten, eine ausreichende Gasversorgung sicherzustellen und Nährstoffe hinzuzufügen, ohne den Prozess zu stören oder zu verunreinigen“, sagte Cristina Bernal-Martinez.
Nachdem sie ihr Heimatland Spanien verlassen hatte, um in den Niederlanden zu studieren, wuchs Cristinas Interesse an Bioreaktoren, während sie für ihre Doktorarbeit forschte. Dieses wachsende Interesse ebnete den Weg zu ihrer derzeitigen Position als Cultivation and Application Specialist an Getinges Applikon-Standort in Delft.
„Es ist inspirierend, mit Geräten zu arbeiten, die unter anderem für Forscher wertvoll sind, die untersuchen, wie sich Krebszellen verhalten, oder versuchen, T-Zellen zu kultivieren, die Teil des menschlichen Immunsystems sind.“
In den letzten Jahren hat sich die T-Zell-Therapie als vielversprechende Therapie für systemische Krebserkrankungen wie akute lymphoblastische Leukämie herauskristallisiert. Da der Kultivierungsprozess jedoch eine Herausforderung darstellt, ist es wichtig, die Auswirkungen verschiedener Bedingungen auf die Ausdehnung und Differenzierung von T-Zellen zu verstehen.
Das Applikon-Team von Getinge hat in einem Projekt gemeinsam mit einer Hochschule in Großbritannien die T-Zell-Kultivierung erforscht. Die Forscher untersuchten mit Micro-Matrix, dem Mikrobioreaktor für den Einmalgebrauch des Unternehmens, verschiedene Screening-Bedingungen.
„Unser Micro-Matrix ist deutlich kleiner als andere kleine Bioreaktoren. Dank der unabhängigen Kontrolle der 24 unabhängigen Bioreaktoren, des pH-Werts sowie der Temperatur- und Sauerstoffwerte können Forscher mehr Kultivierungen in kürzerer Zeit durchführen“, erklärt Cristina.
Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurden mithilfe des Bioreaktors für den Einmalgebrauch AppliFlex ST von Getinge auch die Auswirkungen von CO2 auf die Expansion von T-Zellen untersucht.
„Unser AppliFlex ST ist ein vollständig anpassbarer Bioreaktor, der das Risiko einer Kreuzkontamination optimal verhindert. Der Kunde kann einfach ein neues Gefäß für jeden neuen Prozess konfigurieren, indem er das 3D-Druck-Fertigungsverfahren einsetzt“, erklärt Cristina.
Getinge arbeitet auch mit mehreren Forschungsorganisationen zusammen, die sich auf die Kultivierung von Blutzellen konzentrieren. „Die Produktion von Erythrozyten in Bioreaktoren ist eine mögliche Alternative zu Transfusionen von Spendern. Herkömmliche Methoden zur Gewinnung von Blutspenden werden vielerorts durch knappe Vorräte und neu auftretende, durch Blut übertragene Krankheiten gefährdet“, sagt Cristina.
Sie fährt fort: „Die Herausforderung besteht darin, einen Kultivierungsprozess zu entwickeln, durch den genügend Blutzellen produziert werden können. Tests mit einer neuntägigen Kultivierung in unseren AppliFlex-Bioreaktoren haben es dem Forschungsteam ermöglicht, die große Anzahl an Erythrozyten zu erreichen, die für eine einzelne Transfusion benötigt werden, was Leben retten würde. Auf dem Gebiet der Bioreaktoren passiert viel, was sehr spannend ist.“