في أبحاث بيولوجيا الخلية، والعلاج بالخلايا السريرية، وإنتاج الأدوية الحيوية، يعد الحفاظ المستقر على الخلايا على المدى الطويل أحد الروابط الأساسية. تحافظ تقنية حفظ الخلايا بالتبريد على حيوية الخلية على المدى الطويل عن طريق تقليل معدل الأيض الخلوي. وباعتباره كاشفًا رئيسيًا لهذه التقنية، فإن تكوين وأداء محلول حفظ الخلايا بالتبريد يحدد بشكل مباشر معدل بقاء الخلايا بعد الحفظ بالتبريد، واستقرار خصائصها البيولوجية، وسلامة التطبيقات اللاحقة.
عند الحديث عن حفظ الخلايا بالتبريد، يجب أن نذكر DMSO. منذ منتصف القرن العشرين، أصبح مادة وقائية بالتبريد لا غنى عنها في حلول حفظ الخلايا بالتبريد. هل سبق لك أن تساءلت عن سبب ضرورة إضافة DMSO أثناء حفظ الخلايا بالتبريد؟ ما هي إيجابيات وسلبيات DMSO في تجارب حفظ الخلايا بالتبريد؟ وهل هناك أي تقنيات ثورية أفضل من DMSO لحفظ الخلايا بالتبريد؟
مبدأ الحفظ بالتبريد في DMSO
DMSO، الاسم الكامل ثنائي ميثيل سلفوكسيد (الصيغة الكيميائية: C₂H₆OS)، هو مركب عضوي. وهو سائل عديم اللون والرائحة وشفاف في درجة حرارة الغرفة، مع خصائص القطبية العالية، ونقطة الغليان العالية، والطبيعة اللابروتيكية، والامتزاج مع الماء. يستخدم DMSO على نطاق واسع كمادة وقائية في حفظ الخلايا بالتبريد لأنه يمكن أن يخترق أغشية الخلايا بسرعة ويتحد مع جزيئات الماء داخل الخلايا لتكوين محلول مستقر.
التهديد الرئيسي للخلايا أثناء الحفظ بالتبريد في درجات حرارة منخفضة هو تجميد الماء داخل الخلايا، أي تكوين بلورات الجليد. أثناء التجميد، من المحتمل أن تؤدي بلورات الثلج إلى إتلاف الأغشية البيولوجية المختلفة، مما يؤدي بدوره إلى موت الخلايا. تؤدي الظاهرة الفيزيائية لتجميد الماء إلى تمدد الحجم؛ هذا التوسع يمكن أن يحل محل مواد مختلفة داخل الخلايا، ويسبب تمسخ البروتين أو فقدان وظيفته، وقد يؤدي حتى إلى تمزق أغشية الخلايا أثناء توسع الحجم. ولذلك، فإن تثبيط تكوين بلورات الثلج أمر بالغ الأهمية أثناء الحفظ بالتبريد.
تتمثل الوظيفة الأساسية لـ DMSO في اختراق أغشية الخلايا، وخفض نقطة تجمد الخلايا، والاندماج مع جزيئات الماء لتأخير تكوين بلورات الجليد - وبالتالي حماية الخلايا من التلف الميكانيكي أثناء عملية التجميد البطيئة.
DMSO: 'سيف ذو حدين' في حفظ الخلايا بالتبريد
على الرغم من أن DMSO هو مادة وقائية شائعة جدًا، إلا أنه غالبًا ما يرتبط بمصطلح 'السمية'. وكانت آثاره السامة على بيولوجيا الخلية والمرضى موضوعًا للجدل المستمر منذ فترة طويلة.
① السمية الخلوية: في درجة حرارة الغرفة، يظهر DMSO سمية كبيرة لمجموعة متنوعة من الخلايا. أثناء عملية الحفظ بالتبريد والذوبان، يجب التحكم بدقة في وقت الاتصال بين الخلايا وDMSO - أي تأخير قد يقلل من قدرة الخلية على البقاء.
② التداخل مع الوظائف البيولوجية: يمكن أن يغير DMSO نفاذية أغشية الخلايا وقد يؤثر بشكل غير محدد على التعبير الجيني الخلوي، ومسارات الإشارات، بل ويحفز التمايز. على سبيل المثال، يتم استخدامه ككاشف محفز للتمايز في بعض خطوط الخلايا. يجلب هذا التداخل الذي لا يمكن السيطرة عليه قدرًا كبيرًا من عدم اليقين والضوضاء الخلفية للنتائج التجريبية اللاحقة، خاصة في فحص الأدوية وتحليل التعبير الجيني.
③ المخاطر في التطبيقات السريرية: عندما يتم إعطاء منتجات العلاج بالخلايا (مثل خلايا CAR-T والخلايا الجذعية) لجسم الإنسان، فإن DMSO المتبقي قد يسبب ردود فعل سلبية لدى المرضى، مثل الحساسية وصعوبة التنفس وارتفاع ضغط الدم، مما يشكل مخاطر كبيرة على السلامة.
لهذه الأسباب، كان الباحثون والأطباء يبحثون عن بدائل أكثر أمانًا وأخف وزنًا لـ DMSO.
مزايا حلول حفظ الخلايا بالتبريد من الدرجة السواغية الصيدلانية
للتغلب على أوجه القصور في DMSO وتلبية متطلبات الجودة والسلامة الصارمة لمنتجات العلاج بالخلايا، ظهرت حلول حفظ الخلايا بالتبريد 'من فئة السواغات الصيدلانية'. مزاياها الأساسية هي كما يلي:
① السلامة العالية: 'درجة السواغات الصيدلانية' تعني أن جميع المكونات الموجودة في محلول الحفظ بالتبريد تتوافق مع المعايير الصيدلانية، وتتميز بمراقبة صارمة للجودة، ولا تحتوي على مكونات مشتقة من الحيوانات، وتنخفض السموم الداخلية. هذه الخصائص تقلل بشكل كبير من المخاطر المحتملة في التطبيقات السريرية.
② تركيبة واضحة، خالية من المصل: بالمقارنة مع محاليل الحفظ بالتبريد التقليدية المحتوية على المصل، فهي تحتوي على مكونات واضحة ومحددة، مما يتجنب الاختلافات في المصل من دفعة إلى أخرى والمخاطر المحتملة للتلوث بالفيروس أو الميكوبلازما. وهذا يضمن اتساق وسلامة منتجات الخلايا.
③ الامتثال التنظيمي: يلتزم إنتاجهم تمامًا بمعايير cGMP (ممارسات التصنيع الجيدة الحالية)، مما يوفر مستندات كاملة للتتبع من المواد الخام إلى المنتجات النهائية. وهذا يسهل إلى حد كبير عملية الموافقة على منتجات العلاج بالخلايا عند التقدم بها إلى السلطات التنظيمية.
عادةً ما تعتمد حلول الحفظ بالتبريد هذه تركيبات خالية من DMSO، بهدف معالجة نقاط الألم في حلول الحفظ بالتبريد التقليدية بشكل أساسي.
YOCON محلول حفظ الخلايا بالتجميد من فئة GMP
يضمن حل حفظ خلايا التزجيج بالتبريد بدرجة GMP (المنتج SKU: NC1011) الذي تم تطويره بشكل مستقل بواسطة YOCON أن الخلايا تحافظ على حيوية عالية وقدرة تكاثر قوية ووظائف بيولوجية طبيعية بعد الذوبان من خلال تقنية الحفظ بالتبريد التزجيج المبتكرة. لقد حققت ثلاثة اختراقات: خالية من DMSO، وخالية من البروتين، وخالية من المكونات المشتقة من الحيوانات. جميع المكونات واضحة وتتوافق مع معايير الجودة الصيدلانية.
معلمات الأداء الأساسية لمحلول الحفظ بالتبريد لخلايا التزجيج بدرجة GMP YOCON هي كما يلي:
مؤشر الأداء
نتيجة الأداء
الميزة النسبية
قابلية التعافي
ثابت فوق 90٪، وتصل إلى ما يقرب من 100٪
أعلى من المنتجات المستوردة. متفوقة على الحفظ بالتبريد DMSO
موت الخلايا المبرمج للفئران
أقل بكثير من المجموعة الضابطة
يقلل من تلف الخلايا بعد الذوبان
القدرة على الانتشار
انتشار متعددة يعادل المجموعة الضابطة
يحافظ على إمكانية التجديد الذاتي للخلايا الجذعية
استعادة الالتصاق
تصل نسبة التقارب إلى 90% خلال 72 ساعة
يستعيد بسرعة حالة نمو الخلايا الجذعية السرطانية
فترة التخزين
12 شهرا في درجة حرارة الغرفة
يقلل من تكاليف التخزين والنقل
Safet
خالية من DMSO، وخالية من المكونات المشتقة من الحيوانات
يقلل من خطر ردود الفعل السلبية السريرية
بدءًا من DMSO 'السيف ذو الحدين' المثير للجدل، إلى حلول الحفظ بالتبريد 'من فئة السواغات الصيدلانية' الآمنة والتي يمكن التحكم فيها، بالإضافة إلى الابتكارات التكنولوجية التي يمثلها YOCON محلول الحفظ بالتبريد بالتزجيج بدرجة GMP، تتطور تكنولوجيا حفظ الخلايا بالتبريد بسرعة نحو قدر أكبر من الأمان والكفاءة والامتثال بشكل أفضل للمتطلبات السريرية. لا يعد اختيار حل الحفظ بالتبريد عالي الجودة مسؤولية تجاه عينات الخلايا الثمينة فحسب، بل يعد أيضًا خطوة رئيسية في ضمان موثوقية بيانات البحث وتعزيز الانتقال الناجح لمنتجات العلاج بالخلايا إلى التطبيقات السريرية.
