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Natural Killer (NK) Cell Media, Instruments, and Reagents for Cell Therapy
Introduction
자연살해세포 (Natural killer cell, NK cell)은 바이러스 감염 또는 악성 종양세포를 제거하는 목적의 선천성 림프구 중 하나입니다. 항원 특이적인 수용체를 가진 T세포, B세포와 달리 악성 종양 세포를 포함하여 무엇이든 “non-self”로 인식되는 것들에 반응합니다. NK cell은 safety profile이 잘 알려져 있고, CAR-T 면역세포치료제가 가지는 숙주 반응을 유발하지 않는다는 측면에서 치료제로써 매력적인 세포 유형으로 꼽힙니다 (Front Immunol 13:1869 (2018)).
Preclinical과 clinical 연구를 통해 NK cell은 HLA 일치 없이도 혈액, 고형암 모두에서 allogenic 치료제로서의 안전성과 효능이 입증되었습니다. 현재 여러 임상 연구에서 NK 혹은 CAR-NK cell를 이용한 allogenic 치료제가 시험되고 있습니다. 그러나 고형암에서 NK cell이 효과적으로 면역 반응을 진행하기 위해서는 많은 양의 세포가 요구되기 때문에, 치료제로 사용할 수 있는 충분한 세포 수를 얻기 위해서는 효율적인 확대 배양 조건이 갖추어 져야 합니다.
Thermo Fisher Scientific에서는 발견부터 상업 생산까지의 전이를 촉진하기 위해 세포 요법 워크플로우를 위한 Gibco Cell Therapy Systems (CTS)제품을 개발했습니다. CTS 시약은 의료 기기용 GMP에 따라 제조되며, 21 CFR 제 820 및 USP <1043> 및 Ph Eur 5.2.12를 준수합니다. 이들은 상업 규모로 제공되며, 자격, 추적성 및 규제 문서화의 높은 정도로 세포 요법을 자신 있게 임상에 적용할 수 있도록 돕습니다.
Cell isolation
Human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs)는 NK cell을 포함해 다양한 면역 세포를 얻기에 좋은 샘플입니다. PBMC는 전혈 혹은 백혈구 채집 과정에서 density gradient separation을 통해 분리할 수 있으나 수동적으로 진행되는 과정에서 오랜 시간과 오염 및 오류의 위험이 발생할 수 있습니다.
이의 대안으로 Gibco CTS Rotea Counterflow Centrifugation System은 PBMC 분리를 위한 반자동화 방식의 closed system입니다.
분리된 PBMC로부터 Invitrogen Dynabeads Untouched Human NK cell Kit와 같은 immunomagnetic beads를 사용하면 NK cell을 분리할 수 있습니다.
Discover closed, scalable cell processing and electroporation systems for your GMP iPSC research and manufacturing
Gibco CTS Rotea Counterflow Centrifugation System
세포 치료제 개발을 위한 유연성 있는 compact한 closed cell processing system
- Process flexibility – 세포 분리, 세척 및 농축을 위해 사용자가 직접 프로토콜을 제작 및 최적화할 수 있는 소프트웨어가 내장되어 있습니다.
- High cell recovery and viability – 세포 회수율을 95% 이상 유지하면서 세포 생존율을 유지합니다.
- Low output volumes – 독점 기술을 사용하여 5 mL 이하로 농축이 가능합니다.
- Research through commercial manufacturing – 멸균 처리된 closed single-use kit를 이용하며, OPC-UA 인터페이스를 통해 21 CFR 제 11 규정을 준수하는 시스템과 연결할 수 있습니다.
Gibco CTS Xenon Electroporation System
GMP 가이드에 준수한 세포 치료제 개발을 위한 스케일 확장이 가능한 closed electroporation system
- High speed and large volume – 25분 내 2.5 x 109 T cells/25 mL의 transfection이 가능합니다.
- Scalable, proven performance and viability – CTS TrueCut Cas9 Protein을 이용해 최대 90%까지의 gene knockout과 80% cell viability를 확인하였습니다.
- Process flexibility – 다양한 세포 유형 및 payload에 대한 electroporation 프로토콜을 사용자가 직접 제작 및 최적화할 수 있는 소프트웨어가 내장되어 있으며, 공정 개발부터 상업 생산까지 가능합니다.
- Efficient nonviral transfection – Xenon MultiShot Electroporation Cartridge는 PVC 또는 C-Flex™ 튜브에 sterile welding을 가능하게 합니다.
Cell expansion
Feeder-free 방식의 NK cell 확대 배양 시스템은 임상 목적에서 안전성 위험을 줄이기 위한 바람직한 방식입니다. 하지만, feeder-free 방식의 NK 세포가 낮은 확대 배양 효율을 보인다는 다수의 연구들이 기록되어져 오면서, 안전 및 규제적인 위험이 있음에도 불구하고 feeder 기반의 확대 배양 시스템이 아직까지도 다수로 사용되고 있습니다.
CTS NK-Xpander Medium is available in 5 L bags and 500 mL bottles.
Gibco CTS NK-Xpander Medium는 임상 목적의 세포치료제 연구에서 적합하도록 고안된 전용 배지로, feeder 세포의 사용 여부와 관련 없이도 NK cell을 효율적으로 확대 배양합니다.
- Best-in-class performance – feeder cell 없이도 많은 양의 NK cell 증식이 가능하며, CD56+, CD16+의 발현과 세포 용해 능력을 유지합니다.
- Reduction of regulatory risks – 세포유전자치료제의 생산 과정에서 규제 준수를 위해 요구되는 사항을 충족할 수 있는 AOF 성분으로 구성되었습니다 (최상의 결과를 위해 human AB serum supplement 첨가 추천). DMF와 Certificate of Origin, Certificate of Analysis, Safety Data Sheet를 제공합니다.
- Closed-system compatible format available off-the-shelf – 편리한 공정 개발 및 closed-system 생산 규모 확장을 위해 500 ml bottle, 5L bag 용량으로 제공합니다.
CTS NK-Xpander Medium offers significantly higher fold expansion than all other media systems tested, including a specialty NK culture medium (Supplier 1) (p<0.0001) with average expansion greater than 1,500-fold after 14 days of small-scale culture (n = 20 donors).
Serum-free Expansion of NK Cells with K562- Based Feeder Systems for Clinical Applications
In this webinar, Dr. Dean Lee of Nationwide Children’s Hospital discusses his work with NK cells, including optimization of culture conditions.
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Genetic modification
Lentiviral methods
NK cell은 세포 기능 및 지속성 향상, 종양 부위로의 이동 능력 개선을 위해 종종 유전적인 조작을 진행합니다. Lentiviral vector는 Chimeric antigen receptor (CAR) 삽입과 같은 유전적 조작을 가능케 합니다. Gibco LV-MAX Lentiviral Production System은 HEK293 유래의 Viral Production Cell을 이용해, chemically defined, serum-free, protein-free 조성의 CTS LV-MAX Production Medium 조성의 배지 조건에서suspension 방식으로 세포를 배양함으로써 스케일 확장이 가능한 고역가의 lentivirus vector를 생산할 수 있습니다.
The CTS LV-MAX Lentiviral Production System offers:
- High titer—1 x 108 TU/mL (unconcentrated LVVs-GFP) 이상 역가의 바이러스를 생산할 수 있습니다.
- Scalable suspension system—96 deep-well plate부터 2 L bioreactor까지 다양한 스케일에 적용할 수 있습니다.
- Serum-free—Animal-origin 성분과 관련된 위험에서 자유롭습니다.
- Easy, robust culture and transfection protocols—transient production workflows에 적합합니다.
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Non-viral methods
유전자 편집 과정을 연구과정에서 임상과정으로 전환하기 위해서는 고품질의 세포 치료제 원료 물질과 서류화가 중요합니다. 당사는 생산과정에서 Cas9 nuclease가 요구될 때 사용할 수 있는 임상용 Gibco CTS TrueCut Cas9 Protien을 제공합니다.
- Exceptional performance – iPSC를 포함한 테스트된 모든 세포주에서 90% 이상의 높은 유전자 편집 성능을 확인하였습니다.
- Higher stringency manufacturing – 세포 및 유전자 치료제를 위한 원료 물질 기준에 준수하여 제조되었습니다.
- Extensive safety testing - 무균, 엔도톡신, 마이코플라스마, 잔존 호스트 핵산 및 단백질을 포함한 안전성 검사를 포함합니다.
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Wash and concentration
NK cell therapy는 10 – 20L의 최종 용량으로 생산되며, 치료제로써 최종 산물로 사용되기 전에 buffer 교환과 농축 과정이 우선되어야 합니다. Gibco CTS Rotea Counterflow Centrifugation System은 반자동 closed automation 기기로, 수동으로 진행되는 원심분리 과정을 대체할 수 있으며, 연구 과정에서 상업 목적의 생산 과정에서 요구되는 스케일 확장을 가능케 해 세포 치료제와 생산을 돕습니다.
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Characterization
NK cell은 전통적으로 CD56+, CD3- 표면 단백질 유무를 이용해 flow cytometry로 구분해왔습니다. NK cell은 CD56 뿐 아니라 세포 표면에 CD16과 KIR family receptor와 같은 다양한 세포 표면 마커를 발현하고 있어 이를 통해서도 분석이 가능합니다. Flow cytometry, functional assay, immunoassay, 추가적인 특성 분석 정보를 포함해 NK cell 분석을 위한 우리의 툴을 확인해 보세요.
가장 진보된 세포 분석을 위해 high-speed 카메라와 acoustic focusing fluidics가 탑재된 Attune CytPix Flow Cytometer를 확인하세요.
Characterize your NK cells
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Cryopreservation
NK cell therapy는 일반적으로 세포의 생존율과 성능을 저해하지 않으면서 보존하기 위해 동결 보존 단계가 필요합니다. Thermo Scientific CryoMed Controlled-Rate Freezers (CRF)는 소중한 샘플을 동결로부터 보호하는 정밀하고 반복 가능한 동결 결과를 제공하며 감사 요구 사항을 지원하는 향상된 데이터 추적 기능을 갖추고 있습니다. 사용자가 동결 프로토콜을 직접 최적화 할 수 있으며, 21 CFR part 11 및 GMP 요구 사항을 지원합니다.
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