Die Stammzelltherapie könnte billiger und allgemein verfügbar werden

Forscher der University of Technology Sydney (UTS) haben ein 3D-gedrucktes System zur Gewinnung von Stammzellen aus Bioreaktoren entwickelt, das eine qualitativ hochwertige, groß angelegte Stammzellproduktion in Australien zu geringeren Kosten ermöglichen könnte.

Während Stammzellen durch den Ersatz beschädigter Zellen bei der Behandlung vieler Krankheiten und Verletzungen vielversprechend sind, ist die derzeit verwendete Technologie arbeitsintensiv, zeitaufwändig und teuer.

Der biomedizinische Ingenieur der UTS, Professor Majid Warkiani, leitete die translationale Forschung in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Regeneus – einem australischen Biotechnologieunternehmen, das Stammzelltherapien zur Behandlung von entzündlichen Erkrankungen und Schmerzen entwickelt.

„Unsere Spitzentechnologie, die 3D-Druck und Mikrofluidik nutzt, um mehrere Produktionsschritte in einem Gerät zu integrieren, kann dazu beitragen, Stammzelltherapien für Patienten breiter und zu geringeren Kosten verfügbar zu machen“, sagte Warkiani.

„Während sich dieses weltweit erste System derzeit im Prototypenstadium befindet, arbeiten wir eng mit Biotechnologieunternehmen zusammen, um die Technologie zu kommerzialisieren. Wichtig ist, dass es sich um ein geschlossenes System ohne menschliches Eingreifen handelt, was für aktuelle gute Herstellungspraktiken notwendig ist.“

Mikrofluidik steuert Flüssigkeiten auf mikroskopischer Ebene präzise und kann zur Manipulation von Zellen und Partikeln eingesetzt werden. Fortschritte im 3D-Druck haben den direkten Bau mikrofluidischer Geräte durch schnelles Prototyping und den Aufbau integrierter Systeme ermöglicht.

Das neue System wurde für die Verarbeitung mesenchymaler Stammzellen entwickelt, einer Art adulter Stammzellen, die sich in mehrere Gewebezellen teilen und differenzieren können, darunter Knochen, Knorpel, Muskeln, Fett und Bindegewebe.

Mesenchymale Stammzellen werden zunächst aus menschlichem Knochenmark, Fettgewebe oder Blut gewonnen. Anschließend werden sie in einen Bioreaktor im Labor überführt und mit Mikroträgern kombiniert, damit sich die Zellen vermehren können.

Das neue System kombiniert vier Mikromischer, einen spiralförmigen Mikrofluidseparator und einen Mikrofluidikkonzentrator, um die mesenchymalen Stammzellen von Mikroträgern abzutrennen und zu konzentrieren und für die Weiterverarbeitung zu konzentrieren.

Warkiani sagte, dass mit derselben Technologie und demselben Arbeitsablauf auch andere industrielle Herausforderungen in der Bioverarbeitung angegangen werden könnten, was dazu beitrage, die Kosten zu senken und die Qualität einer Reihe lebensrettender Produkte, einschließlich Stammzellen und CAR-T-Zellen, zu erhöhen.

Die UTS-Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Bioresources and Bioprocessing veröffentlicht.