在普通實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn),一次處理的可能只是少量細(xì)胞。
這個(gè)階段,研究人員通常更加關(guān)心:
有沒(méi)有轉(zhuǎn)進(jìn)去?
轉(zhuǎn)染率是多少?
細(xì)胞活率怎么樣?
但隨著研究從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)逐漸進(jìn)入轉(zhuǎn)化研究、工藝開(kāi)發(fā)甚至細(xì)胞治療制造階段,免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)需要解決的問(wèn)題會(huì)明顯增加。
此時(shí),僅僅證明“能夠轉(zhuǎn)染"已經(jīng)不夠。
行業(yè)開(kāi)始更加關(guān)注:
能否穩(wěn)定處理更多細(xì)胞?能否保持不同批次之間的一致性?能否與整個(gè)細(xì)胞制造流程銜接?
這也是為什么規(guī)模化和工藝一致性正在成為免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)的重要發(fā)展方向。
實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模電轉(zhuǎn)非常適合研究階段。
研究人員可以快速測(cè)試多個(gè)參數(shù),然后通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)等方法檢測(cè)轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞狀態(tài)。
但隨著需要處理的細(xì)胞數(shù)量不斷增加,工藝就會(huì)發(fā)生變化。
細(xì)胞數(shù)量增加以后,需要同時(shí)考慮處理體積、操作時(shí)間、電場(chǎng)均一性、細(xì)胞停留時(shí)間以及整個(gè)過(guò)程對(duì)細(xì)胞狀態(tài)的影響。
因此,規(guī)模化電轉(zhuǎn)并不是簡(jiǎn)單地把小體系按比例擴(kuò)大。
一個(gè)在少量細(xì)胞中能夠獲得理想結(jié)果的條件,在更大規(guī)模下能否繼續(xù)保持一致,需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
這也是連續(xù)流電轉(zhuǎn)、流動(dòng)式電轉(zhuǎn)以及其他規(guī)模化胞內(nèi)遞送方式不斷發(fā)展的重要原因。
在科研階段,如果一次電轉(zhuǎn)獲得非常漂亮的結(jié)果,通常就已經(jīng)具有研究?jī)r(jià)值。
但進(jìn)入工藝開(kāi)發(fā)階段之后,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)發(fā)生變化。
假設(shè)某個(gè)電轉(zhuǎn)流程平均轉(zhuǎn)染率可以達(dá)到80%,但不同批次之間波動(dòng)很大:
第一批95%,第二批60%,第三批85%。
這種結(jié)果對(duì)于探索性實(shí)驗(yàn)也許可以繼續(xù)分析,但對(duì)于需要標(biāo)準(zhǔn)化的細(xì)胞制備流程來(lái)說(shuō),就會(huì)帶來(lái)明顯問(wèn)題。
因此,真正進(jìn)入工藝階段以后,關(guān)注重點(diǎn)會(huì)逐漸從:
“最高能做到多少?"
轉(zhuǎn)變?yōu)椋?/p>
“能不能每次都得到接近的結(jié)果?"
這就是工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性的重要價(jià)值。
T細(xì)胞、NK細(xì)胞等原代免疫細(xì)胞與普通化學(xué)試劑不同。
不同供者來(lái)源的細(xì)胞本身就可能存在一定生物學(xué)差異。
即使使用相同設(shè)備、相同緩沖體系和相同操作流程,細(xì)胞起始狀態(tài)不同,也可能導(dǎo)致最終電轉(zhuǎn)效果發(fā)生變化。
所以,一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)流程,不應(yīng)該只在單一批次或者單一供者樣本上表現(xiàn)良好。
還需要進(jìn)一步觀察:
不同供者的細(xì)胞是否都能夠適應(yīng)這一工藝?
不同細(xì)胞狀態(tài)下結(jié)果波動(dòng)是否可控?
工藝對(duì)細(xì)胞濃度變化是否具有一定容忍度?
這就是所謂的“工藝窗口"。
相比只能在一個(gè)非常狹窄條件下工作的參數(shù),具有合理工藝窗口的方案通常更有利于后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)化。
在細(xì)胞治療制造過(guò)程中,電轉(zhuǎn)通常只是整個(gè)流程的一部分。
上游可能包括:
細(xì)胞采集、分離、激活和培養(yǎng)。
中間可能進(jìn)行:
mRNA遞送、基因編輯或者其他工程化處理。
后續(xù)還可能包括:
細(xì)胞恢復(fù)、擴(kuò)增、收獲、質(zhì)量檢測(cè)以及最終制備。
因此,評(píng)價(jià)免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)時(shí)不能只孤立地觀察電轉(zhuǎn)后幾個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)。
還要考慮它是否會(huì)影響下游流程。
例如:
電轉(zhuǎn)效率雖然提高,但細(xì)胞恢復(fù)時(shí)間是否明顯增加?
短期活率很好,但幾天以后擴(kuò)增能力是否下降?
基因編輯效率很高,但細(xì)胞功能是否仍然保持?
不同生產(chǎn)批次的結(jié)果是否能夠穩(wěn)定重復(fù)?
這些問(wèn)題對(duì)于細(xì)胞治療工藝的重要性,往往不低于單純的轉(zhuǎn)染效率。
隨著免疫細(xì)胞研究規(guī)模不斷擴(kuò)大,行業(yè)對(duì)電轉(zhuǎn)技術(shù)的需求也正在發(fā)生變化。
一方面,需要處理更多細(xì)胞。
另一方面,也需要同時(shí)測(cè)試更多條件和更多基因靶點(diǎn)。
因此,免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)正在向兩個(gè)方向發(fā)展。
一個(gè)方向是規(guī)模化處理。
通過(guò)連續(xù)化或者流動(dòng)式設(shè)計(jì),提高單位時(shí)間內(nèi)能夠處理的細(xì)胞數(shù)量。
另一個(gè)方向是高通量和自動(dòng)化。
例如在CRISPR功能篩選中,研究人員可能需要同時(shí)處理大量不同靶點(diǎn),如果每個(gè)條件都依賴復(fù)雜的人工操作,不僅工作量大,也容易引入人為差異。
因此,提高自動(dòng)化程度、減少人工轉(zhuǎn)移步驟、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)重復(fù)性,正在成為免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。
過(guò)去提到細(xì)胞電轉(zhuǎn),人們首先想到的往往是一臺(tái)儀器和一組參數(shù)。
但隨著CAR-T、CAR-NK、CRISPR細(xì)胞工程以及細(xì)胞治療制造的發(fā)展,行業(yè)對(duì)于電轉(zhuǎn)的理解正在逐漸改變。
未來(lái)評(píng)價(jià)一套免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)方案時(shí),可能需要綜合考慮:
轉(zhuǎn)染或編輯效率;
細(xì)胞活率;
有效細(xì)胞產(chǎn)量;
后續(xù)擴(kuò)增;
細(xì)胞功能;
批次重復(fù)性;
處理速度;
處理規(guī)模;
自動(dòng)化程度;
以及與上下游細(xì)胞制造流程的兼容性。
因此,今天的免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)已經(jīng)不僅僅是在解決“怎樣把分子送進(jìn)細(xì)胞"這個(gè)問(wèn)題。
更重要的是:
如何用穩(wěn)定、可重復(fù)并且可擴(kuò)展的方式,把目標(biāo)分子送入免疫細(xì)胞,同時(shí)盡可能保留細(xì)胞真正有價(jià)值的生物學(xué)功能。
這也正是免疫細(xì)胞電轉(zhuǎn)從科研工具逐步走向細(xì)胞工程和細(xì)胞治療工藝平臺(tái)的核心價(jià)值。
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