自動灌流と手動拡散をベースとしたヒト調節性T細胞の増殖と機能性を可溶性アクチベーター複合体を用いて比較した

A Comparison of Automated Perfusion- and Manual Diffusion-Based Human Regulatory T Cell Expansion and Functionality Using a Soluble Activator Complex.

• Mark Jones
• Brian Nankervis
• Kelly Santos Roballo
• Huong Pham
• Jared Bushman
• Claire Coeshott

抄録

ヒト調節性T細胞（Tregs）の欠乏や頻度の低下は、炎症反応の制御、自己免疫、移植の成功を制限する可能性がある。臨床研究では、免疫治療薬としてTregsを使用するには、1回の投与量あたり数十億個の細胞が必要であることが示されています。Quantum®細胞拡張システム（Quantumシステム）は中空糸バイオリアクターであり、これまでに8～9日という短い時間枠で数十億個の機能性T細胞を増殖させるために使用されてきました。ここでは、フラスコ内での手動拡散ベースの培養と自動灌流の効果を比較するために、可溶性活性化剤を使用してQuantumシステム内で選択されたTregの拡張を評価しました。カラムフリー免疫磁気陰性/陽性選択を介して分離された3つの健康なドナーからのTreg CD4CD25細胞は、静的条件下で培養し、その後、可溶性抗CD3/CD28/CD2モノクローナル抗体活性化複合体を使用して9-dの拡張のために、インターロイキン-2とPRIME-XV XSFM培地の同一の培養量でQuantumシステムバイオリアクターとT225コントロールフラスコに播種された。3つの平行な展開からのTregの収穫は、フラスコ内の平均3.95×10（範囲1.92×10から5.58×10）のTreg（平均生存率71.3％）対7.00×10（範囲3.57 × 10）のTregを産生した。57 × 10 から 13.00 × 10）のTreg (平均生存率 91.8%)に対して、クオンタム系のTreg (平均生存率 91.8%)では、フラスコで得られたものよりもクオンタム系のTreg収量が平均 17.7倍増加したことを実証しました。2つの培養プロセスにより、メモリーTreg CD4CD4CD25FoxP3CD45ROの表現型がフラスコでは93.7％であったのに対し、Quantumシステムでは97.7％であった。QuantumシステムのTregは、再刺激後のフラスコ培養の細胞と比較して、インターロイキン-10刺激指数が8倍も高かった。Quantumシステムで増殖したTregsは、凍結保存後も抗原性表現型を維持し、エフェクター免疫細胞を抑制した。以上のことから、自動灌流バイオリアクターは、拡散ベースのフラスコ培養に比べて、より効率的に機能的なTregsのスケールアップをサポートできることが結論づけられた。

Absence or reduced frequency of human regulatory T cells (Tregs) can limit the control of inflammatory responses, autoimmunity, and the success of transplant engraftment. Clinical studies indicate that use of Tregs as immunotherapeutics would require billions of cells per dose. The Quantum® Cell Expansion System (Quantum system) is a hollow-fiber bioreactor that has previously been used to grow billions of functional T cells in a short timeframe, 8-9 d. Here we evaluated expansion of selected Tregs in the Quantum system using a soluble activator to compare the effects of automated perfusion with manual diffusion-based culture in flasks. Treg CD4CD25 cells from three healthy donors, isolated via column-free immunomagnetic negative/positive selection, were grown under static conditions and subsequently seeded into Quantum system bioreactors and into T225 control flasks in an identical culture volume of PRIME-XV XSFM medium with interleukin-2, for a 9-d expansion using a soluble anti-CD3/CD28/CD2 monoclonal antibody activator complex. Treg harvests from three parallel expansions produced a mean of 3.95 × 10 (range 1.92 × 10 to 5.58 × 10) Tregs in flasks (mean viability 71.3%) versus 7.00 × 10 (range 3.57 × 10 to 13.00 × 10) Tregs in the Quantum system (mean viability 91.8%), demonstrating a mean 17.7-fold increase in Treg yield for the Quantum system over that obtained in flasks. The two culture processes gave rise to cells with a memory Treg CD4CD25FoxP3CD45RO phenotype of 93.7% for flasks versus 97.7% for the Quantum system. Tregs from the Quantum system demonstrated an 8-fold greater interleukin-10 stimulation index than cells from flask culture following restimulation. Quantum system-expanded Tregs proliferated, maintained their antigenic phenotype, and suppressed effector immune cells after cryopreservation. We conclude that an automated perfusion bioreactor can support the scale-up expansion of functional Tregs more efficiently than diffusion-based flask culture.