En teknik som revolutionerar cellkultur genom att tillåta kontinuerlig produktion och insamling av celler, har utvecklats av forskare vid Newcastle University.

Processen tar bort gränsen för antalet celler som kan odlas i en odlingsskål, som hittills varit strikt begränsad av sin yta.

Forskningen publicerad idag i ACS tillämpade material och gränssnitt rapporterar hur Newcastle-teamet har utvecklat en beläggning som gör att enskilda stromaceller kan "skala bort" från ytan där de odlas. Detta skapar mer utrymme så att ytterligare celler kan växa på sin plats – kontinuerligt. Teamet har också visat att processen fungerar över en rad stromaceller inklusive mesenkymala stamceller (MSC).

Che Connon, Professor i vävnadsteknik och författare till tidningen, sa:"Detta tillåter oss att flytta bort, för första gången, från satsvis produktion av celler till en outtröttlig process. Anmärkningsvärt, med denna kontinuerliga produktionsteknik även en kulturyta på storleken av en pennyburk, under en tidsperiod, generera samma antal celler som en mycket större kolv.

"Detta koncept representerar också en viktig innovation för cellbaserade terapier, där behandlingar kan kräva upp till en miljard celler per patient. Med vår nya teknik, en kvadratmeter skulle producera tillräckligt med celler för att behandla 4, 000 patienter, medan traditionella metoder skulle kräva en yta som motsvarar en fotbollsplan!

"Vår nya teknologi erbjuder också fullständig kontroll över cellproduktionshastigheten, så att det kunde skalas upp med befintliga staplade odlingsflaskor för att producera en miljard celler per vecka, eller skalas ner så att den passar en bioreaktor på huvudet av en stift."

Skalning för biobearbetning

Traditionellt, celler har odlats i labbet över ytan av en kolv och sedan lösgjorts kemiskt eller enzymatiskt för användning. Cellerna skapas i satser med satsstorlek begränsad till det område på vilket cellerna odlas. Denna begränsning är en välkänd flaskhals vid terapeutisk celltillverkning, och en som nuvarande företag inte kan möta på grund av brist på en lämplig alternativ teknik.

Publikationen tar upp denna utmaning, beskriver en speciell "peptidamfifil"-beläggning som gör att vidhäftande celler kan nå en stadig balans mellan tillväxt och lossning. De självlösgörande cellerna produceras sedan i en kontinuerlig bioprocess och är tillgängliga för användning i en mängd olika nedströmsapplikationer utan att förlora sina ursprungliga egenskaper.

Den potentiellt minskade storleken på en kontinuerlig cellbioprocess har uppenbara fördelar i form av lägre produktionskostnader och ökad täckning och tillämpning.

Det finns ett antal cellbaserade terapier i senare utvecklingsstadium och det uppskattas att 10 miljoner patienter potentiellt skulle kunna dra nytta av hjärtcellsterapi varje år. Dock, det traditionella tillvägagångssättet skulle kräva ett område som motsvarar det i centrala London och Midtown Manhattan som körs samtidigt för att producera tillräckligt.

Martina Miotto, en doktorand från Institutet för genetisk medicin, vem är första författare på tidningen, sade:"Konceptet med en kontinuerlig bioprocess används för närvarande för att producera bioläkemedel som vacciner och anti-cancerantikroppar, men aldrig tidigare för celler.

"Det finns ett fantastiskt stort antal patienter i behov av cellterapi, som de som lider av hjärta, brosk, hud- och cancerrelaterade sjukdomar. Vår nya teknik ger en välbehövlig lösning samtidigt som vi sparar kostnader, att minska material och förbättra kvaliteten och standardiseringen av slutprodukten."