在静态条件下优化NK-92细胞系扩增的培养策略

《BMC Biotechnology》：Cultivation strategy optimisation for NK-92 cell line expansion in static conditions

优化NK-92细胞培养基及培养策略的研究显示，α-MEM补充人血清结合重复批次培养法能显著提升细胞生长率、存活率和细胞毒性，在成本效益间取得平衡，为NK细胞疗法规模化生产提供新方案

　　

摘要

背景

自然杀伤细胞（Natural Killer Cells, NK细胞）在先天免疫中起着关键作用，它们能够识别并消灭癌细胞和受感染的细胞。目前用于多项临床试验的NK-92细胞系由于具有强大的细胞毒性以及适合作为现成治疗手段的潜力，在癌症免疫治疗中展现了巨大潜力。然而，要实现NK-92疗法的有效临床应用，需要优化细胞培养条件，包括培养基的组成和扩增方法。本研究旨在通过系统评估关键质量属性和关键性能指标，来确定最佳的培养基配方并增强NK-92细胞的扩增效果。

结果

我们筛选了多种培养基配方，包括α最小必需培养基（alpha minimum essential medium）、罗斯威尔帕克纪念研究所培养基（Roswell Park Memorial Institute medium）和干细胞生长培养基（stem cell growth medium），并分别添加了人血清（human serum）、胎牛血清（fetal bovine serum）、化学定义的血清替代物（chemically defined serum replacement），以及胎牛血清和马血清的组合。在添加了人血清的α最小必需培养基中培养的细胞表现优于其他配方，不仅实现了最高的生长率、最大的活细胞数量，还表现出更强的细胞毒性，同时具有较高的成本效益。虽然含有化学定义血清替代物的培养基具有较高的细胞毒性，但细胞增殖能力较低，这表明细胞数量与功能之间存在复杂的平衡关系。在选定培养基后，我们比较了不同的培养策略，包括批量培养（batch）、连续补料培养（fed-batch）和重复批次培养（repetitive batch）。重复批次培养方法在培养过程中不断补充培养基，显示出更强的扩增能力、更长的细胞存活时间以及显著提高的细胞毒性，但同时也导致了更高的培养基消耗和相应的成本。

结论

本研究确定，在重复批次培养中使用添加了人血清的α最小必需培养基是NK-92细胞扩增的最佳方法。这种组合能够促进细胞生长、提高细胞存活率并增强细胞毒性，同时满足临床所需的各项质量要求，并保持成本效益。这些发现为NK细胞基癌症疗法的一致性、可扩展性和商业可行性生产提供了宝贵的指导。