EA009326B1 - Method for testing quality of cell culture - Google Patents
Method for testing quality of cell culture Download PDFInfo
- Publication number
- EA009326B1 EA009326B1 EA200700942A EA200700942A EA009326B1 EA 009326 B1 EA009326 B1 EA 009326B1 EA 200700942 A EA200700942 A EA 200700942A EA 200700942 A EA200700942 A EA 200700942A EA 009326 B1 EA009326 B1 EA 009326B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cells
- cell
- cell culture
- qualitative characteristics
- analysis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
- G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
- G01N33/6848—Methods of protein analysis involving mass spectrometry
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области клеточных технологий, а именно к анализу культивируемых ίη νίίτο клеток и может быть использовано в биотехнологии, косметологии, медицине (клеточной трансплантологии), для получения охарактеризованного клеточного материала, обладающего лечебными или косметологическими свойствами.The invention relates to the field of cellular technology, namely the analysis of cultured ίη νίίτο cells and can be used in biotechnology, cosmetology, medicine (cell transplantation), to obtain a characterized cellular material with therapeutic or cosmetological properties.
Проблема анализа клеточного материала, а именно контроля изменчивости, является актуальной задачей во всех областях, где применяются культивируемые клетки. Так, эксперименты на клеточных культурах являются неотъемлемой частью исследований в биологии и медицине. На клеточных моделях исследуют такие биологические процессы, как апоптоз, дифференцировка, онкологическая трансформация клеток, изучают многие аспекты метаболизма, выявляют механизмы действия лекарств и т.д. Последние достижения клеточных технологий позволяют использовать культивируемые клетки в качестве лекарственных препаратов, перспективных, по мнению многих ученых, в лечении многих ранее неизлечимых болезней (Теткк1кй Α.ν. е1 а1., Матшайап к1ет се11к, РеЛай. Рек., 2006, ν. 59, 13-20).The problem of analyzing cellular material, namely, controlling variability, is an urgent task in all areas where cultured cells are used. So, experiments on cell cultures are an integral part of research in biology and medicine. On cellular models, such biological processes as apoptosis, differentiation, oncological transformation of cells are studied, many aspects of metabolism are studied, mechanisms of drug action are revealed, etc. Recent advances in cell technologies allow cultivated cells to be used as drugs that are promising, in the opinion of many scientists, in the treatment of many previously incurable diseases (Tetkkkky Α.ν. е1 а1., Matshayap k1et se11k, ReLay. Rec., 2006, ν. 59 , 13-20).
Однако фенотип культивируемых клеток изменчив. Перенос клеток из физиологичных условий ίη νίνο в культуральные флаконы приводит к стрессу клеток и существенной перестройке их метаболизма. Причина тому - невозможность воссоздания в пробирке естественной для клеток среды обитания ^пдй νΗ., 8йау IV., Н1к1опса1 с1а1тк апб сиггеп1 1п(егрге1а11оп5 ой герНса(1ме адтд, №11. Вю1есйпо1., 2002, ν. 20, 682-688; СегкНоп Н., СегкНоп Ό., Сг111са1 аккекктеп! о£ рагаб1дтк ίη адтд текеатсй, Ехр. Сегоп1о1., 2001, ν. 36, 1035-1047), что ведет к изменению в экспрессии генов (Сатрт 1., РерНсаЛ'е кепексепсе апб 1ттойа11ха1юп, ίη: §1е1п С.8., Вакегда Α., Сюгбапо Α., ЭепНагб! Ό.Τ. (ебк.). ТНе Мо1еси1аг Вак1к о£ Се11 Сус1е апб Сго\\Л Соп1го1, νί^-Εί^, №е\т Уотк, 1999, рр. 348-373; Сг1к1оГа1о ν.1. еί а1., Лде-берепбеп! тобйюакопк о£ депе ехртеккюп ίη Нитап йЬгоЬ1ак1к, СгН. Рет. Еикатуойс Сепе Ехртеккюп, 1998, ν. 8, 43- 80);However, the phenotype of cultured cells is variable. The transfer of cells from physiological conditions ίη νίνο into culture flasks leads to cell stress and a significant reorganization of their metabolism. The reason for this is the impossibility of reconstructing in the test tube a habitat that is natural for cells ^ pdj νΗ., 8ау IV., H1k1opsa1 c1a1tk apb siggep11p (Ergre1a11op5th gerNsa (1me adtd, No. 11. Vytsesypo1., 2002, ð.),.....,........) .29............., 17. n. Segknop N., Segknop Ό., Cr111s1 akkektep! APT 1Ttoa11H1yup, ίη: §1e1n C.8., Vaquegda Α., Syugbapo Α., EepNagb! Ό.Τ. (ebk.). , No.e \ t Watk, 1999, pp. 348-373; Cr1k1oGa1o ν.1. Her a1., Lde-berebbeptobyu akopk o £ depe ehrtekküp ίη Nitap yblo1ak1k, SgN Ret. Eikatois Sepe Ehrtekkyup, 1998, ν. 8, 43-80);
активации лизосомальных гидролаз (ВаутеиЛет К. еί а1., Нитап ккт Г1ЬгоЬ1ак1к ίη νίίΐΌ б1ГГегеп(1а1е а1опд а 1етт1па1 се11 йпеаде, Ргос. №а11. Асаб. δα. ϋ8Α, 1988, ν. 85, 5112-5116);activation of lysosomal hydrolases (WouteiLet K. et al a1., Nitapkt G1bogo1ak1k ίη νίίΐΌ b1Ggepn (1a a1opda att1n1e1epeade, Proc. No. 11a. Asab. δα.
деградации гормонзависимого метаболизма, сдвигам в изоферментном составе (СгаЬЬ Ό.ν., Роерке 1., Ьокк ой дго\\Й1 Ногшопе-берепбеп! сйагас1ег1к(1ск ой га1Нера1осу1ек ίη си11иге, Ιη νίΙΐΌ Се11 Оег. Вю1., 1987, ν. 23, 303-307; Роерке 1.Е., СгаЬЬ Ό.ν., Ьокк ой кехиа1 бййетепйакоп ой га( Нера1осу1ек ίη кНогНегш си11иге, Л1сοНο1 ΑΡ^Μ 8ирр1., 1987, ν. 1, 263-264);degradation of hormone-dependent metabolism, shifts in the isoenzyme composition (Crjb ν.ν., Roerke Stürk and Steerecke Steerecke, Stroke Syndicr. , 303-307; Roerke 1.E., Crjb Ό.ν., Gockeh Kekhia1 bietepäkopoi ha (Neralosilek ίη kNogNogsi111e, L1sóNo1 ^ Μirr1., 1987, ν. 1, 263-264);
изменениям в синтезе глутатиона (Рететк 1.1.1т. еί а1., Эер1е11оп ой се11и1аг д1и1аЛюпе Ьу сопбйюпк икеб йог Ле раккадшд ой абНегеп! сийитеб се11к, Тохюо1. Ьей., 2000, ν. 115, 153-163);changes in the synthesis of glutathione (Retetk 1.1.1t. it a1., Electricity of the Synthetic Heart and Lyupe bycococcus ikeb yogi Le Rakkardsh oi Negenec syiiteb sy11k, Tohyo1. iue., 2000, η.
потере в процессе культивирования экстрацеллюлярных белков и деградации рецепторного аппарата (Ниддшк IV. еί а1., Мо1еси1аг сНапдек ίη се11 кигйасе тетЬгапек геки111пд йот ЦуркНихайоп ой кагсота 180 Лтог се11к, ВюсЫт. ВюрНук. ΑοΕ, 1976, ν. 426, 630-637);the loss in the process of cultivation of extracellular proteins and the degradation of the receptor apparatus (Niddshk IV. a1.)
повышению в клетках с каждым пассированием активности теломеразы и укорочению теломеров (Вобпаг ΑΌ. еί а1., Ех1епкюп ой 1йе-крап Ьу тйобископ ой 1е1отегаке 1п(о погта1 Нитап се11к, 8аепсе, 1998, ν. 279, 349-352), что, в конечном счете, приводит к неспособности клеток пролиферировать (Науйюк Ь., МооЛеаб Р.8., ТНе кепа1 сиИАайоп ой Нитап б1р1о1б се11 кйатк, Ехр. Се11 Рек., 1961, ν. 25, 585-621);the increase in cells with each passaging of telomerase activity and the shortening of telomeres (Wobapag ί. her a1., Exilecropsy 1st crap byybyscopic 1e1tegake 1n, 295, 349, 34, 349, 35. ultimately, leads to the inability of cells to proliferate (Nauyuk L., MooLeab R. 8., THe capa SIAAiop oi Nitap b1p1o1b c 11 kyatk, Exp. Ce11 Rec., 1961, ν. 25, 585-621);
потере комплекса гистосовместимости (СоШпк Т. е1 а1., Ьокк ой ΗΕΑ ίη си11ите, Ргос. №111. Αсаб. δα. υδΑ, 1986, ν. 83, 446-450; Αηдик Р., е1 а1., Ехртеккюп ой та) о г Ык1осотра11ЬЛ1у сотр1ех (МНС) апйдепк апб Лей 1окк оп си11иге ίη гепа1 сагстота, Еиг. 1. Сапсег, 1993, ν. 29, 2158-2160).loss of the histocompatibility complex (SSCPK T. e1 a1., Lokk oi ί сиη sy11ite, Proc. №111. Αsub. δα. υδΑ, 1986, ν. 83, 446-450; Αη. R., e1 a1., Expdtekkyp oh ta) About Mr. Sokolosov (MHC) Adedek apb Ley 1okk Syndiigi гепη gepa1 sagstota, Eig. 1. Sapseg, 1993, ν. 29, 2158-2160).
Таким образом, ίη ν йго клетки подвержены морфофункциональной дегенерации, ведущей к их гибели. Более того, действующие ίη νίίΐΌ дестабилизирующие условия и естественный отбор клеточного материала приводят к возникновению спектра отличающихся друг от друга популяций клеток.Thus, ίη ν yo cells are susceptible to morphofunctional degeneration, leading to their death. Moreover, the existing абилиη νί destabilizing conditions and the natural selection of cellular material lead to the emergence of a spectrum of different cell populations.
В медицинских клеточных технологиях вопрос изменчивости клеточных культур стоит наиболее остро. Возьмем, к примеру, создание противоопухолевых вакцин на основе культивируемых опухолевых клеток пациента. При культивировании существенно искажается антигенный фенотип клеток ^пд^ Р., е1 а1., Ехртеккюп ой ша)ог ЫкЮсотрайЬПНу сотр1ех (МНС) апйдепк апб Лей 1окк оп си11иге ίη гепа1 сагстота, Еиг. 1. Сапсег, 1993, ν. 29, 2158-2160; №апсНаНа1 1. е1 а1., Си11игеб сотрокйе ккт дгайк: Ью1одюа1 ккт ес.|ийа1еп1к рептШпд таккйе ехрапкюп, Ьапсе1, 1989, ν. 22, 191-193), что ведет к несовпадению антигенов вакцины и опухоли. Вероятно, именно с этим связан тот факт, что в большинстве проведенных в последнее десятилетие рандомизированных исследований таких вакцин не было получено очевидной противоопухолевой активности (ЕЬНег Р.1. е1 а1., Αб^иνаη1 1ттипоЛетару ог сйетоЛетару йог тайдпап1 те1апота, Ргейттату герой ой Ле №Шопа1 Сапсег 1пкЛи1е гапботпхеб сйшса1 1па1. 8итд. Сйп. №отЛ Αт., 1981, ν. 61, 1267-1277; Мйсйе11 М.8., РегкресЛ'е оп а11одепею те1апота 1ука1ек ίη асЛ'е кресйю 1ттипоЛегару, 8етт. Опсо1., 1998, ν. 25, 623-635).In medical cell technology, the issue of cell culture variability is most acute. Take, for example, the creation of cancer vaccines based on cultured tumor cells of a patient. Under cultivation, the antigenic phenotype of the cells ^ pd ^ P., e1 a1., Exprtkkup oi sha) og rykUsotraiPNu co-worker (MNS) aidepk apb Ley 1okp opiigpe ίη hepa1 sagstota, Eig is significantly distorted. 1. Sapseg, 1993, ν. 29, 2158-2160; No. APS. 1. E1 a1., Si11igeb sotrokye kkt dikayk: 1y1odya1kkt ec. | Iya1e11k repkShpd taksi ekhrapkyup, bansa1, 1989, ν. 22, 191-193), which leads to a mismatch of vaccine antigens and tumors. This is probably due to the fact that in most of the randomized trials of such vaccines conducted in the last decade, no obvious antitumor activity was obtained (ENHR.1. E1 A1. NoHapa Sapseg 1pcLie gapbotpheb sišsa 1p1.TypeOut.ToOf.Type.Type.Type.Type.Type.Type.Here, 1981, ν.61, 1267-1277; Mysye 11 M.8. ., 1998, ν. 25, 623-635).
Не менее актуален вопрос изменчивости клеток при использовании клеточных трансплантатов, полученных путем размножения клеток самого пациента. В частности, известны способы лечения аутологичными фибробластами (см., например, Биотрансплантат и способ коррекции дефектов мягких тканей, способ получения биотрансплантата, заявка: 2005127087/15, опубл. 20.08.2006, МПК А61К35/36; А61К35/36, а также ν09840027, опубл. 17.09.1998, МПК Α61Ε2/10; Α61Ε27/24; Α61Ε27/38; С12№5/00; υδ5660850, опубл. 26.08.1997, МПК С12№5/06; Α61Ε2/00). Изменение в процессе культивирования антиNo less relevant is the issue of cell variability when using cell transplants obtained by reproducing the cells of the patient himself. In particular, there are known methods for treating autologous fibroblasts (see, for example, Biotransplant and a method for correcting soft tissue defects, a method for producing a biotransplant, application: 2005127087/15, publ. 20.08.2006, IPC А61К35 / 36; А61К35 / 36, as well as ν09840027 , publ. 17.09.1998, IPC ПК61Α2 / 10; Α61Ε27 / 24; Α61Ε27 / 38; C12№5 / 00; υδ5660850, publ. 26.08.1997, IPC C12№5 / 06; Α61Ε2 / 00). Change in the process of cultivating anti
- 1 009326 генов (СоШп8 Т. е! а1., Ьокк оГ НЬЛ ίη сийиге, Ргос. №11. Асаб. 8с1. И8А, 1986, ν. 83, 446-450) или, например, утрата возможности пролиферировать (НауПюк Ь., Моогйеаб Р.8., Тйе кепа1 сиИВайоп оГ йитап б1р1о1б се11 кйшпк, Ехр. Се11 Кек., 1961, ν. 25, 585-621) делает подобные биотрансплантанты бессмысленными, а, возможно, и вредными.- 1 009326 genes (SoShp8 T. e! A1., Hock oG NLL ίη Siyige, Proc. No. 11. Asab. 8c1. I8A, 1986, ν. 83, 446-450) or, for example, the loss of the ability to proliferate (NauPuk ., Mogeyeab R.8., Tye kepa1 SyiVayop oG Yitap B1R1o1b se11 kishpk, Exp. Se11 Kek., 1961, ν. 25, 585-621) makes such biotransplant nonsensical, and, possibly, harmful.
Таким образом, культивированные клетки, используемые в медицинских и косметологических препаратах, должны в обязательном порядке подвергаться качественному анализу.Thus, cultured cells used in medical and cosmetic preparations must be subjected to qualitative analysis without fail.
Сегодня к оценке качества культивируемых клеток относят способы, направленные на выявление контаминаций, определение количества живых клеток, их тканевой принадлежности, выявление кроссконтаминаций (загрязнение клетками другого вида), а также абсолютную их идентификацию.Today, the assessment of the quality of cultured cells includes methods aimed at identifying contamination, determining the number of living cells, their tissue affiliation, identifying cross -contamination (contamination with cells of another type), as well as their absolute identification.
Существуют различные методы обнаружения контаминаций клеточных препаратов микоплазмой, грибами и вирусами. Данные способы позволяют характеризовать качество клеточного препарата, но не характеризуют качество самих клеток препарата.There are various methods for detecting contamination of cellular preparations with mycoplasma, fungi and viruses. These methods allow to characterize the quality of the cellular preparation, but do not characterize the quality of the preparation cells themselves.
Существуют различные методы оценки качества культуры, основанные на исключении красителя живыми клетками, эффективности клонирования и пролиферации в массовой культуре (Хэй Р. Сохранение и оценка качества клеток, в кн.: Культура животных клеток, под ред. З. Фрешни, М.: Мир, 1989, с. 108-164). Данные методы позволяют только определять процент живых клеток в клеточном препарате и их жизнеспособность, но не дают представления о качественных (специальных) характеристиках самих клеток.There are various methods for assessing the quality of culture, based on the exclusion of the dye by living cells, the effectiveness of cloning and proliferation in mass culture (Hay R. Preservation and quality assessment of cells, in the book: Animal Cell Culture, ed. Z. Freshni, M .: Mir , 1989, pp. 108-164). These methods allow only to determine the percentage of living cells in the cell preparation and their viability, but do not give an idea of the qualitative (special) characteristics of the cells themselves.
Известны различные способы определения тканевой принадлежности клеточных линий, а именно основанные на тонком структурном анализе клеток с помощью электронного микроскопа; иммунологическом тесте белков цитоскелета (Катаекегк Е.С.8. е! а1., Со1б 8рппд НагЬог 8утр. Оиап1. Вю1, 1982, ν. 46, 331); выявлении тканеспецифических антигенов (№)\ге1бе Р.1. апб Ми1бег КЕР., 'Тбепййсайоп оГ ок!еосу!ек ίη ок!еоЬ1ак!-11ке се11 си1!игек иктд а топос1опа1 апбйобу крес1Пса11у бйес!еб адатк! ок!еосу!ек, 1986, ν. 84, 342-347); биохимическом тестировании специфических функций клеток (применим для клеток со специфическими функциями, см., например, Нау К.1. е! а1., Атепсап Туре Си1!ше Со11ес!юп Са!а1одие I I, 4'1' ебп., 1983, ВоскуШе, МО, р. 12), количественной оценке иммунологических продуктов (применим для идентификации гибридом).There are various methods for determining tissue affiliation of cell lines, namely based on a thin structural analysis of cells using an electron microscope; immunological test of cytoskeleton proteins (Katahegk E.S..8. e! a1., Co1b 8rppd Nagyog 8utr. Oiap1. Vyu1, 1982, ν. 46, 331); detection of tissue-specific antigens (No.) \ 1 p.1. apb Mi1beg KER., 'Tbejpaysayop og ok! eosu! ek ίη ok! eo1a! -11ke se11 sy1! igek iktd a topos1opa1 ubybobu krest1psau byyes! eb adatk! ok! eos! ek, 1986, ν. 84, 342-347); biochemical testing of specific cell functions (applicable to cells with specific functions, see, for example, Naw K.1. e! a1., Atepsap Toure C1! above So11es! Yup Ca! iodie II, 4 ' 1 ' ebp., 1983, Voskuse, MO, p. 12), quantification of immunological products (applicable for identification by hybridomas).
Недостатком тестов на тканеспецифичность при оценке клеточных препаратов является невозможность определить источник клеток. В частности, фибробласты, применяемые в клеточных препаратах, могут быть как фетального (эмбрионального) происхождения, так и выделенными из тканей взрослого человека, например из кожи или жировой клетчатки (адипогенные фибробласты). Таким образом, фибробласты, полученные из различных источников, хоть и относятся к одному типу ткани, обладают различными полезными качествами.The lack of tests for tissue specificity in the evaluation of cellular preparations is the inability to determine the source of cells. In particular, fibroblasts used in cellular preparations can be of both fetal (embryonic) origin and isolated from adult tissues, for example, from skin or fatty tissue (adipogenic fibroblasts). Thus, fibroblasts obtained from various sources, although they belong to the same type of tissue, have different beneficial qualities.
В настоящее время известно несколько способов выявления кроссконтаминаций и идентификации клеточных культур.Currently, there are several ways to identify cross-contamination and identification of cell cultures.
Известен метод непрямой окраски клеток флуоресцентно-мечеными антителами. Данный способ позволяет верифицировать культуру клеток, определить кроссконтаминацию, установить изменчивость по определенным антигенам (8!и1Ьегд С.8. ш: Соп!атта!юп т Т1ккиге Си1!иге, Еодй 1. (еб.), Асабетю Ргекк, 1973, Ьопбоп апб №\ν Уогк, р. 1). Недостатком данного способа является необходимость предварительного получения видоспецифических антител для конкретной культуры, которые получают путем иммунизации животного тестируемыми клетками. Метод не может характеризовать утрату полезных свойств клетками в процессе культивирования.A known method of indirect cell staining with fluorescently-labeled antibodies. This method allows you to verify cell culture, to determine cross-contamination, to establish the variability of certain antigens (8! 1) C.8. W: Sop! Attat! Jup t T1kkige Si1!, Yedy 1. (eb.), Asabetiu Rgekk, 1973, Bopbop App #? Vogk, p. 1). The disadvantage of this method is the need to pre-receive species-specific antibodies for a particular culture, which are obtained by immunization of the animal with the test cells. The method can not characterize the loss of useful properties of cells in the process of cultivation.
Известен метод, основанный на анализе изоферментного состава. Показано, что определение изоформ семи ферментов с помощью электрофореза достоверно позволяет определить принадлежность клеток человеку (О'Впеп 8.1. е! а1., Епхуте ро1утогрЫктк ак депейс к1дпа!игек т йитап се11 сийигек, 8с1епсе, 1977, ν. 195, 1345-1348). Недостатком данного метода является длительность его исполнения (электрофорез идет 16-18 ч) и применимость только для выявления межвидовых кроссконтаминаций. Метод не может характеризовать утрату полезных свойств клетками в процессе культивирования.A known method based on the analysis of isoenzyme composition. It has been shown that the determination of seven enzyme isoforms by electrophoresis reliably makes it possible to determine the identity of cells to a human (O'Veppe 8.1. E! A1., Ephute rototropyclic acypes c1dpa ektyt yitap se11 siyigek, 8c1epsa, 1977, ν. 195, 1345-1348 ). The disadvantage of this method is the duration of its execution (electrophoresis is 16-18 hours) and the applicability is only for detecting interspecific cross-Kontaminatsii. The method can not characterize the loss of useful properties of cells in the process of cultivation.
Известен цитогенетический (кариологический) способ оценки наличия примесей других типов клеток в культуре. Метод основан на том, что хромосомные наборы могут значительно отличаться у клеток разных видов, что можно обнаружить с помощью микроскопа. Однако при наличии загрязнения клетками близкородственного вида анализ резко усложняется (применяется С-сегментирование, см., например, 8еаЬйдй! М., А гар1б Ьапбшд 1есйпк.|ие Гог йитап сйготокотек, Ьапсе!, 1971, ν.2, 971-972). Метод позволяет выявлять только межвидовую кроссконтаминацию и не может установить утрату полезных свойств клетками в процессе культивирования.Known cytogenetic (karyological) method for assessing the presence of impurities of other cell types in culture. The method is based on the fact that chromosome sets can differ significantly in cells of different species, which can be detected using a microscope. However, if there is contamination by cells of a closely related species, the analysis becomes much more complicated (C-segmentation is used, see, for example, “B”! M., A Gar1b bcbcd 1ccc. | Ie Gogh yythyphococotec, Cusse !, 1971, ν.2, 971-972) . The method allows to detect only interspecific cross-contamination and can not establish the loss of useful properties of cells in the process of cultivation.
Известен иммунологический тест на антигены группы крови (Нау К.1. 1п: Магкегк оГ Со1ошс Се11 ПгГГегепйайоп, \Уо1тап 8.К., Макйотайпо А.1. (ебк.), 1984, Катеп Ргекк, №\ν Уогк, р. 3) и антигены гистосовместимости (Ро11аск М.8. е! а1., НЬА-А, В, С апб ΌΚ айоапйдеп ехргеккюп оп Гойу-кгх сийшеб йитап !итог се11 йпек, 1. №11. Сапсег 1пк!., 1981, ν. 66, 1003-1012). Недостатком данного метода является частичное или полное отсутствие экспрессии этих антигенов у некоторых клеточных культур.The immunological test for blood group antigens is known (Nau K.1. 1p: Magkek SoGoSeSe11, Heygapayop, Wytapk 8.K., Makyotaypo A.1. (Ebk.), 1984, Katep Rgekk, No. \ ν Wogk, p. 3) and histocompatibility antigens (Ro11ask M.8. E! A1., HbAA, B, C apb ΌΚ ayoapidep exhrgekküp op Goyu-kgkh siyyshbyt yitap! Total sec 11ypek, 1. No.11. Sapseg 1pk!., 1981, ν. 66, 1003-1012). The disadvantage of this method is the partial or complete absence of expression of these antigens in some cell cultures.
Известно использование полимеразной цепной реакции и ДНК секвенирования (Ьт М.У. е! а1, 'Тбепййсайоп апб аи!йепйсайоп оГ атта1 се11 сийиге Ьу ро1утегаке сйат геасйоп атрййсайоп апб ΩΝΛThe use of polymerase chain reaction and DNA sequencing is known (LU MU e a1, 'Tbeycayyop apbaiyypysayop og atta1se11 siyige byy ro1utegake syat geacyopatryysyop apb ΩΝΛ
- 2 009326- 2 009326
5сс.|испстд. Ιη Уйго Се11и1аг & Осус1ортсп1а1 Вю1оду - Лшта1, 2003, ν. 39, 424-427; Рагоб1 В. е1 а1., Зреаек ίάοηΐίΠοαΙίοη апб сопйгтайоп ок йитап апб атта1 се11 йпек: а РСК-Ьакеб шс!йо6, Вю!есйшдиек, 2002, ν. 32, 432-434, 436, 438-440). Недостатком метода является применимость к клеточным линиям неблизкородственных видов, а также длительность исполнения, т.к. он требует проведение электрофореза. Метод не может характеризовать утрату полезных свойств клетками в процессе культивирования.5ss. | Ispstd. Ιη Uigo Ce11i1ag & Osus1orsp1a1 Vu1odu - Lesta1, 2003, ν. 39, 424-427; Ragob1 V. e1 a1., Zreaek ίάοηΐίΠοαΙίοη api paratigyop ok yitap apb attat1 se11 ípek: a RSK-акakeb yo6, Vu! Esysdiek, 2002, ν. 32, 432-434, 436, 438-440). The disadvantage of the method is the applicability to cell lines of non-closely related species, as well as the duration of execution, because he requires electrophoresis. The method can not characterize the loss of useful properties of cells in the process of cultivation.
Известен ДНК фингерпринтинг (см., например, И82005123947, опубл. 09.06.2005; ^02005116257, опубл. 08.12.2005; И82006035261, опубл. 16.02.2006). ДНК фрагментируется рестриктазой, и полученные фрагменты ДНК отличаются по размеру и в совокупности формируют уникальный профиль, позволяющий идентифицировать источник происхождения ДНК. Подобный подход широко используется для идентификации клеточного материала. Для ДНК фингерпринтинга наиболее широко используют полиморфизм длины фрагментов рестрикции (КЕБР) (см., например, Кап1ет Е. е1 а1., Апа1укк ок ге81г1с(1оп ГгадтеШ 1епд!й роКтогрЫктк щ беохупЬописШс ас1б (ΌΝΑ) гесомегеб кгот бпеб Ь1ообк!атк, 1. Еогепкю 8с1, 1986, ν. 31, 403-408), вариабельные нуклеотидные тандемные повторы (ΥΝΤΚ8) (ВибоМе В. е1 а1., Апа1укк ок !йе ΥΝΤΡ 1осик Ό1880 Ьу 1йе РСК. Го11о\ус6 Ьу йщй-гекойПюп РАСЕ, Ат. 1. Нит. Сепе!., 1991, ν. 48, 137-144) или микросателлиты (1еккгеук АД. е! а1., НуретуапаЫе 'т1шка!е1й!е' теДопк ш йитап ΌΝΑ, №!иге, 1985, ν. 314, 67-73). За исключением монозиготных близнецов, подобный метод позволяет точно идентифицировать принадлежность клеточного материала индивидууму. Однако метод никак не характеризует изменение качества клеточной культуры в процессе культивирования.DNA fingerprinting is known (see, for example, I82005123947, publ. 09.06.2005; ^ 02005116257, publ. 08.12.2005; I82006035261, publ. 16.02.2006). DNA is fragmented by a restriction enzyme, and the resulting DNA fragments differ in size and collectively form a unique profile to identify the source of the DNA. A similar approach is widely used to identify cellular material. DNA fingerprinting for the most commonly used restriction fragment length polymorphism (Kebra) (see., E.g., E. Kap1et e1 a1., Ca. Apa1ukk ge81g1s (1op GgadteSh 1epd! D u roKtogrYktk beohupopisShs as1b (ΌΝΑ) gesomegeb kgot bpeb 1oobk! CCA 1 . Eogepkyu 8s1 1986, v. 31, 403-408), the variable nucleotide tandem repeats (ΥΝΤΚ8) (ViboMe V. e1 a1., Apa1ukk ok! ye ΥΝΤΡ 1osik Ό1880 Ly 1ye RSK. Go11o \ us6 Ly yschy gekoyPyup-race, At. 1. Nite. Sep.!, 1991, ν. 48, 137-144) or microsatellites (1kkgeuk AD. E! A1., NuretauPa'T1shka! E1y! E 'teDopk sh yitap ΌΝΑ, No.! Ige, 1985, ν. 314, 67-73). With the exception of mono zigo This method allows to accurately identify the identity of the cellular material to the individual, however, the method does not characterize the change in the quality of the cell culture during the cultivation process.
Известен двумерный белковый электрофорез, позволяющий выявить до 2 тысяч белков (Апбегкоп Ν.Ο., Апбегкоп Ν.Ε., Т\теЩу уеагк ок 1\уо-бнпепкюпа1 е1ес!горйогек1к: рак!, ргекеп! апб ки!иге, Е1ес1горйогек1к, 1996, ν. 17, 443-453). Недостатком данного способа является сложность исполнения. Способ требует последовательного проведения двух электрофоретических разделений белков, в связи с чем не применяется в качестве рутинного метода для оценки качества культур клеток. Более того, двумерный белковый электрофорез не характеризует наиболее актуальную для клеточной терапии фракцию поверхностных антигенов клеток, ввиду того, что данным способом не анализируют мембранные белки.A two-dimensional protein electrophoresis is known, which allows to detect up to 2 thousand proteins (Apbegkop Ο.Ο., Apbegkop .Ε., T \ tschuchoukk ca 1 \ uo-bnepküp11troiogyog11k: cancer, protrusion, apycchimus, Elysteraerosus jérégéryne-jérégérynekégé jérygérykéké jérégérygékéké et al. 1996, ν. 17, 443-453). The disadvantage of this method is the complexity of execution. The method requires the successive conduct of two electrophoretic separation of proteins, and therefore is not used as a routine method for assessing the quality of cell cultures. Moreover, two-dimensional protein electrophoresis does not characterize the fraction of cell surface antigens that is most relevant for cell therapy, since membrane proteins are not analyzed by this method.
Известно применение масс-спектрометрии для идентификации клеточных культур (2йапд X. е! а1., 1беп11Дса!юп ок Матшайап Се11 Ыпек иктд МАБО1-Т0Р апб ЬС-Е81-М8/М8 Макк 8рес1готе1ту, 1. Ат. 8ос. Макк 8рес!гот., 2006, ν. 17, 490-499). Быстрый и относительно простой метод профилирования белков клеток описан для клеток млекопитающих при непосредственном анализе времяпролетной (МАБН1 Τ0Ε) и других видов масс-спектрометрии. Используя МАБН1 масс-спектры как уникальный фингерпринт, можно дифференцировать клеточные линии млекопитающих.It is known the use of mass spectrometry for the identification of cell cultures (2yapd X. e! A1., 1bl11Dsa! Juc ok Matshayap Se11 Biniktkd MABO1-T0P apb bc-E81-M8 / M8 Mack 8resploti, 1. At. 8os. Mack 8res! Go ., 2006, ν. 17, 490-499). A quick and relatively simple method for profiling cell proteins is described for mammalian cells by directly analyzing time-of-flight (MABN1 Τ0Ε) and other types of mass spectrometry. Using MABN1 mass spectra as a unique fingerprint, mammalian cell lines can be differentiated.
Недостатком данного подхода является низкая специфичность, обуславливаемая присутствием в анализируемой пробе множества цитозольных (внутриклеточных) белков, чьи фрагменты, как правило, в массе своей не специфичны для типов клеток, засоряют масс-спектры и не позволяют провести чувствительный анализ и охарактеризовать клетки по наиболее актуальным для клеточной трансплантологии мембранным белкам.The disadvantage of this approach is low specificity, caused by the presence in the analyzed sample of many cytosolic (intracellular) proteins, whose fragments, as a rule, are not specific for cell types, clog up the mass spectra and do not allow sensitive analysis and characterize cells according to the most relevant for cellular transplantation membrane proteins.
Из патента \УО2006115426 (Способ регулирования биохимических процессов и устройство для его осуществления, опубл. 02.11.2006, МПК С01К23/16; С12М3/00; 02Ν1/00) известен способ оценки качества культивирования клеточных культур на основе регистрации временных интервалов состояний клеток рост-размножение и накопление-мутация, в котором границы интервалов определяются радиосигналами в среднечастотном и низкочастотном диапазонах. Недостатком данного способа является необходимость применения специального оборудования, а также возможность определения параметров только в результате постоянного мониторирования роста клеток, что не применимо к оценке качества готовых клеточных препаратов.From patent \ UO2006115426 (Method for regulating biochemical processes and device for its implementation, publ. 02.11.2006, IPC С01К23 / 16; С12М3 / 00; 02 ;1 / 00), there is a known method for assessing the quality of cultivation of cell cultures based on the registration of time intervals of cell growth reproduction and accumulation-mutation, in which the boundaries of the intervals are determined by radio signals in the mid-frequency and low-frequency ranges. The disadvantage of this method is the need to use special equipment, as well as the ability to determine parameters only as a result of constant monitoring of cell growth, which is not applicable to assessing the quality of finished cellular preparations.
Известен способ оценки свойств культуры клеток нейронов (см. патент И82004106101, опубл. 03.06.2004, МПК Ο01Ν33/487; С06Д10/00; Ο01Ν33/487) на основе измерения электрической активности клеток путем выращивания их на микроэлектродном чипе. Данный способ относится только к культуре нейронных клеток и не распространяется на другие клеточные культуры. Также известен способ сертификации культуры клеток хондроцитов (см. патент ^002095399, опубл. 28.11.2002, МПК С12Ц1/42; 001Ν33/50; Ο01Ν33/68). Недостатком данного способа является применимость его только в регенеративной терапии хрящевых тканей.A known method for evaluating the properties of a cell culture of neurons (see patent I82004106101, publ. 03.06.2004, IPC Ο01Ν33 / 487; С06Д10 / 00; Ο01Ν33 / 487) based on measuring the electrical activity of cells by growing them on a microelectrode chip. This method applies only to the culture of neural cells and does not apply to other cell cultures. A method of certifying chondrocyte cell culture is also known (see Patent 002095399, publ. 28.11.2002, IPC С12Ц1 / 42; 001Ν33 / 50; Ο01Ν33 / 68). The disadvantage of this method is its applicability only in regenerative therapy of cartilage tissues.
Известен способ определения качества клеточной культуры, включающий масс-спектрометрический анализ органических молекул клеток. Известный способ предусматривает применение масс-спектрометров, измеряющих массы молекул с высокой точностью за счет применения ионно-циклотронного резонанса, что позволяет увеличивать количество информации, получаемой с проб клеток (И86974702, опубл. 02.06.2005, МПК 601Ν27/62; 601Ν33/15; 601Ν33/483).There is a method of determining the quality of cell culture, including mass spectrometric analysis of organic cell molecules. The known method involves the use of mass spectrometers that measure the mass of molecules with high accuracy through the use of ion-cyclotron resonance, which allows to increase the amount of information obtained from cell samples (I86974702, publ. 02.06.2005, IPC 601-227 / 62; 601Ν33 / 15; 601Ν33 / 483).
Недостатком данного метода является, с одной стороны, загрязненность получаемых спектров неинформативными цитозольными белками и другими биополимерами, т.к. для анализа используют целые клетки, и, во вторых, использование определенного и дорогостоящего масс-спектрометра, позволяющего с высокой точностью определять массы молекул. В связи с этим данный подход не получил распространение в качестве рутинного метода анализа качества культур.The disadvantage of this method is, on the one hand, the contamination of the spectra obtained by uninformative cytosolic proteins and other biopolymers, since whole cells are used for analysis, and, secondly, the use of a specific and expensive mass spectrometer, which allows determining the masses of molecules with high accuracy. In this regard, this approach is not widely used as a routine method for analyzing the quality of crops.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ, основанный на масс-спектThe closest analogue of the claimed invention is a method based on mass spectrum.
- 3 009326 рометрическом анализе именно поверхностных белков клеток, раскрытый в патенте РтератаДоп о£ ЫдЫу-рипйеб р1акта тетЬгапек (№003025565, опубл. 27.03.2003, МПК-7 Ο01Ν27/62; С07К1/22; С07К16/28), в котором описан способ определения качества клеточной культуры, включающий массспектрометрический анализ предварительного выделенных мембранных белков.- 3 009326 analysis of exactly the surface proteins of cells, disclosed in the patent of RteratDop about £ дDYu-ripyeb p1acta tetbapeck (№003025565, publ. 27.03.2003, MPK-7 Ο01Ν27 / 62; С07К1 / 22; С07К16 / 28), in which method for determining the quality of cell culture, including mass spectrometry analysis of pre-isolated membrane proteins.
Недостатком данного способа является необходимость использования специфичных для мембранных белков антител или их антигенсвязывающих фрагментов для формирования комплексов с белками мембраны для последующего их выделения и очистки. Подобная многостадийность не позволяет применять данный подход в качестве рутинного метода анализа качества культивируемых клеток.The disadvantage of this method is the necessity of using antibodies specific for membrane proteins or their antigen-binding fragments for the formation of complexes with membrane proteins for their subsequent isolation and purification. Such a multistep prevents the use of this approach as a routine method for analyzing the quality of cultured cells.
В настоящем изобретении была поставлена задача разработки нового способа определения качества клеточной культуры, ориентированного на анализ клеточных препаратов, отличительными чертами которого являются быстрота исполнения (не более 2 ч), что позволит использовать его для оценки качества готовых клеточных препаратов перед их применением, учитывая малый срок их годности с момента изготовления (несколько часов);In the present invention, the task was to develop a new method for determining the quality of cell culture, focused on the analysis of cellular preparations, the distinguishing features of which are the speed of execution (not more than 2 hours), which will allow it to be used to assess the quality of finished cellular preparations before their application, given the short period their shelf life from the date of manufacture (several hours);
чувствительность, позволяющая определять потерю качества клетками в процессе культивирования;sensitivity, allowing to determine the loss of quality by the cells during cultivation;
чувствительность, позволяющая дифференцировать морфофункционально идентичные клетки от одного донора, но обладающие при применении различными полезными свойствами;sensitivity, which allows differentiation of morphofunctionally identical cells from one donor, but having different useful properties when applied;
ориентация на анализ поверхностных белков клеток, определение сохранности которых в процессе культивирования наиболее актуально;focus on the analysis of cell surface proteins, the determination of the safety of which in the process of cultivation is most relevant;
интегрируемость в культивирование клеток, что подразумевает отсутствие специального оборудования и сложных манипуляций для подготовки проб для анализа;integrability into the cultivation of cells, which implies the absence of special equipment and complex manipulations for the preparation of samples for analysis;
относительная дешевизна, чтобы цена анализа была несопоставимо меньше стоимости клеточного препарата;relative cheapness, so that the cost of analysis is incomparably lower than the cost of the cellular preparation;
минимальное или отсутствие потребления клеток, что позволит многократно проводить анализ культивируемых клеток без их расхода;minimal or no cell consumption, which will allow repeated analysis of cultured cells without their consumption;
возможность численного выражения результатов анализа, что необходимо для реализации стандарта ОМР, исключающего человеческий фактор при проведении оценки качества культуры клеток.the possibility of numerical expression of the results of the analysis, which is necessary for the implementation of the standard MMP, which excludes the human factor when assessing the quality of cell culture.
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого изобретения, заключается в повышении объективности (точности) идентификации культивируемых ίη νίΐτο клеток для отбора качественных (с ожидаемыми полезными свойствами) клеток при снижении временных и материальных затрат.The technical result achieved when using the patented invention is to increase the objectivity (accuracy) of identifying cultured ίη νίΐτο cells for the selection of quality (with the expected useful properties) cells while reducing time and material costs.
Указанный технический результат обеспечивается при реализации способа определения качества клеточной культуры, включающего масс-спектрометрический анализ поверхностных клеточных белков. Согласно настоящему изобретению предварительно промытые живые клетки исследуемой клеточной культуры подвергают витальному воздействию протеазы, отбирают отщепленные фрагменты поверхностных белков и масс-спектрометрически определяют их массы, контролируют наличие качественных характеристик у исследуемой культуры клеток путем сравнения совокупности полученных масс с совокупностью масс-спектрометрически определенных масс фрагментов поверхностных белков живых клеток с известными качественными характеристиками.This technical result is provided when implementing the method for determining the quality of cell culture, including mass spectrometric analysis of cell surface proteins. According to the present invention, the pre-washed living cells of the cell culture under study are subjected to the vital effect of protease, splintered fragments of surface proteins are selected and their masses are spectrometrically measured, the presence of qualitative characteristics of the cell culture under investigation is monitored by comparing the aggregate masses obtained with the mass spectrometrically determined masses of the surface fragments proteins of living cells with known qualitative characteristics.
В предпочтительном варианте реализации изобретения в качестве протеазы используют трипсин.In a preferred embodiment of the invention, trypsin is used as a protease.
Для идентификации отношения клеточной культуры к определенной группе клеточных препаратов с полезными свойствами контролируют наличие качественных характеристик, определяющих источник клеток.To identify the relationship of cell culture to a specific group of cellular preparations with useful properties, control the availability of qualitative characteristics that determine the source of cells.
В предпочтительном варианте реализации изобретения контролируют наличие качественных характеристик, определяющих пригодность для проведения противоопухолевой иммунотерапии.In a preferred embodiment of the invention, the availability of qualitative characteristics that determine the suitability for antitumor immunotherapy is monitored.
Для установления сохранности полезных свойств клетками контролируют наличие качественных характеристик, свидетельствующих об отсутствии изменений фенотипа клеток исследуемой клеточной культуры в процессе культивирования.To establish the preservation of the useful properties of the cells, they control the presence of qualitative characteristics indicating that there is no change in the phenotype of the cells of the cell culture being studied during the cultivation process.
В качестве живых клеток с известными качественными характеристиками может быть использована первичная культура клеток.Primary cell culture can be used as living cells with known qualitative characteristics.
В качестве живых клеток с известными качественными характеристиками могут быть использованы клетки, не претерпевшие изменений в фенотипе в процессе хранения и культивирования.As living cells with known qualitative characteristics, cells that have not undergone changes in the phenotype during storage and culture can be used.
Отщепленные фрагменты поверхностных белков перед масс-спектрометрическим анализом могут быть дегликозилированы.The cleaved fragments of surface proteins can be deglycosylated before mass spectrometric analysis.
Обработка первичной культуры клеток витальным воздействием трипсина приводит к отщеплению с поверхности клеток фрагментов белков, состав которых специфичен для конкретных культур клеток. Таким образом, согласно данному изобретению действие трипсина, как и других протеаз, приводит к высвобождению в раствор специфичных для культивируемых клеток фрагментов поверхностных белков, совокупность измеренных масс которых является характеристической для культуры клеток. Для подобных характеризующих культивируемые клетки совокупностей масс был введен термин протеомный футпринт (белковый отпечаток).Treatment of the primary cell culture with the vital effect of trypsin results in splitting off from the cell surface protein fragments, the composition of which is specific for specific cell cultures. Thus, according to this invention, the action of trypsin, as well as other proteases, leads to the release into solution of cultured cell-specific fragments of surface proteins, the totality of the measured masses of which is characteristic of the cell culture. For such characterizing cultured cells of mass sets, the term proteomic footprint (protein imprint) was introduced.
Клетки при обработке витальным воздействием протеазы не погибают, что дает возможность избежать загрязнения анализируемых проб мажорными белками цитоплазмы клетки и избежать расхода клеThe cells are not killed by treatment with the vital effect of protease, which makes it possible to avoid contamination of the analyzed samples with major proteins of the cytoplasm of the cell and to avoid the consumption of glue
- 4 009326 точного материала при анализе.- 4 009326 exact material in the analysis.
Далее изобретение поясняется конкретными примерами реализации изобретения и прилагаемыми фигурами, на которых изображено следующее:Further, the invention is illustrated with specific examples of implementation of the invention and the attached figures, which depict the following:
на фиг. 1 - схема получения согласно данному изобретению протеомного футпринта культивируемых клеток;in fig. 1 is a preparation scheme for a proteomic footprint of cultured cells according to the invention;
на фиг. 2 - протеомные футпринты фибробластов из различных тканей человека, классифицированные иерархическим кластерным анализом;in fig. 2 - proteomic footprints of fibroblasts from various human tissues, classified by hierarchical cluster analysis;
на фиг. 3 - масс-спектр фрагментов поверхностных белков и соответствующий ему футпринт, полученный согласно второму примеру реализации изобретения со свежеинициированной первичной культуры опухолевых клеток человека (3А); масс-спектр фрагментов поверхностных белков и соответствующий ему футпринт, полученный с той же культуры клеток после непродолжительного их культивирования (3Б); масс-спектр и соответствующий ему футпринт полученный с той же культуры клеток после более длительного культивирования клеток (3В).in fig. 3 is the mass spectrum of fragments of surface proteins and the corresponding footprint obtained according to the second embodiment of the invention from a newly initiated primary culture of human tumor cells (3A); the mass spectrum of the surface protein fragments and the corresponding footprint obtained from the same cell culture after a brief culture thereof (3B); the mass spectrum and the corresponding footprint obtained from the same cell culture after a longer cell culture (3B).
Пример 1. На фибробластах человека.Example 1. On human fibroblasts.
Морфологически все типы фибробластов практически идентичны (имеют веретенообразную форму). Однако фибробласты, полученные из различных источников, существенно отличаются по своим свойствам и, соответственно, имеют различные показания к применению в клеточной терапии.Morphologically, all types of fibroblasts are almost identical (have a spindle shape). However, fibroblasts obtained from various sources differ significantly in their properties and, accordingly, have different indications for use in cell therapy.
В частности, фибробласты, полученные из жировой ткани человека, отличаются плюрипатентностью подобно стволовым клеткам (см., например, 2ик Р.А. с1 а1., Нитап аб1роке Нккие 1к а коигсе оГ ιηιιΐΐίροίοηΐ к1ет се11к, Мо1. Βΐοΐ. Се11., 2002, ν. 13, 4279-4295). Фибробласты кожи человека обладают слабым потенциалом к размножению, но пригодны для мезотерапии большими дозами размноженных клеток самого пациента. Эмбриональные фибробласты кожи человека обладают хорошим потенциалом к размножению и пригодны для аллогенной клеточной трансплантации (Сухих Г.Т., Трансплантация фетальных клеток в медицине: настоящее и будущее, Бюлл. Эксп. Биол. Мед., 1998, 126, прил. 1, 3-13). Фибробласты дермального сосочка волосяного фолликула обладают трихогенными свойствами и могут использоваться в клеточной терапии алопеций (см., например, патент Биотрансплантант, способ его получения (варианты) и способ лечения алопеции, заявка: 2004125092/15, опубл. 18.08.2004).In particular, fibroblasts derived from human adipose tissue are distinguished by pluripatency like stem cells (see, for example, RA 2c1 a1., Nitap abroc Nkkie 1k and coigse oh ιηιιΐΐίΐΐίροίοηΐ c1et ce11k, Mo1. Βΐοΐ. Ce11. 2002 , ν. 13, 4279-4295). Fibroblasts of human skin have a weak potential for reproduction, but are suitable for mesotherapy with large doses of reproduced cells of the patient himself. Human embryonic fibroblasts have good reproduction potential and are suitable for allogeneic cell transplantation (Sukhikh GT, Fetal Cell Transplantation in Medicine: Present and Future, Bull. Exp. Biol. Med., 1998, 126, Appendix 1, 3 -13). Fibroblasts of the dermal papilla of the hair follicle have trichogenic properties and can be used in cell therapy of alopecia (see, for example, Biotransplant patent, method of its production (options) and method of treatment of alopecia, application: 2004125092/15, publ. 08.18.2004).
Ниже приведен пример определения согласно данному изобретению качественных характеристик тестируемой культуры фибробластов путем установления идентичности ее протеомного футпринта полученным аналогичным образом футпринтам культур фибробластов известного происхождения и с установленными полезными свойствами.Below is an example of determining, according to the invention, the qualitative characteristics of a fibroblast culture under test by establishing the identity of its proteomic footprint to similarly obtained footprints of fibroblast cultures of known origin and with established useful properties.
Сорок две первичные культуры кожных, адипогенных, фетальных фибробластов и фибробластов дермального сосочка волосяного фолликула получали из соответствующих источников согласно описанным ранее методикам. Первичные культуры кожных фибробластов получали согласно методике КтШе и Икйет (1ко1а11оп апб сийите οί ккш Г1ЬтоЬ1ак1к, Мебюбк Мо1. Меб., 2005, ν. 117, 83-98). Первичные культуры адипогенных фибробластов получали согласно методике 2ик и соавт. (МиНШпеаде се11к Ггот Нитап аб1роке йккие: ппрйсаЦопк Гог се11-Ьакеб 1йегар1ек, Т1ккие Епд., 2001, ν. 7, 211-288). Первичные культуры фибробластов дермального сосочка волосяного фолликула получали согласно методике 2Нопд-Га и соавт. (Вю1одюа1 сйагасЮпхаНоп оГ сп11пгеб бегта1 рарШа се11к апб На1г ГоШс1е тедепегайоп ш мНго апб ш уАо, СЫпеке Меб1са1 1оитпа1, 2006, ν. 119, 275-281). Первичные культуры фетальных фибробластов человека получали из абортивного материала согласно методике 8аКа1оп и соавт. (РеЕоушб уес1ог-теб1а1еб депе 1гапкГег 1п1о Нитап рптагу туодешс се11к 1еабк 1о ехргеккюп ш тикс1е ПЬегк ш у|уо, Нит. Оепе ТНег., 1993, ν. 4, 713-723). Культивирование первичных культур проводили в идентичных условиях (ростовая среда ДМЕМ, 5% СО2, 37°С, 10% фетальной бычьей сыворотки). На 20-25 день после инициации культур делали стерильный клеточный препарат (1 млн фибробластов в 1 мл физиологического раствора), который анализировали по следующему протоколу.Forty-two primary cultures of dermal, adipogenic, fetal fibroblasts and dermal papilla of the hair follicle fibroblasts were obtained from appropriate sources according to previously described methods. Primary cultures of cutaneous fibroblasts were obtained according to the method of KtShe and Ikyet (1 st 11a apb syiite οί kksh G1bot1ak1k, Mebyubk Mo1. Meb., 2005, ν. 117, 83-98). Primary cultures of adipogenic fibroblasts were prepared according to Method 2ic et al. (MiNspeade sekk Ggot Nitap abrokke ykkie: pprysa Tsopk Gog se11-lakeb 1styrlek, T1kkie Epd., 2001, ν. 7, 211-288). Primary cultures of fibroblasts of the dermal papilla of the hair follicle were obtained according to the method 2HPD-Ha et al. (Vyuyoduya1 syagasYupkhNop og sp11pegebegta1 rarSa se11k apb Nag1 Gos1e tdepegigiop shmNgo apb uAo, Supermarket Meb1sa1oitpa1, 2006, ν. 119, 275-281). Primary cultures of human fetal fibroblasts were obtained from abortive material according to the method of 8aCalop et al. (ReEushb uesti-teb1a1e depoe 1gapkGag1n1o Nitap rtagu tuodeshs se11k 1eabk 1o ehrggykup tiks1e Pegkshu uy, Nit. Opepe TiN., 1993, ν. 4, 713-723). The cultivation of primary cultures was carried out under identical conditions (growth medium DMEM, 5% CO 2 , 37 ° C, 10% fetal bovine serum). On days 20-25 after the initiation of cultures, a sterile cell preparation (1 million fibroblasts in 1 ml of physiological saline) was made, which was analyzed according to the following protocol.
1. Клеточный препарат, содержащий тестируемые фибробласты, в стерильных условиях выливают в культуральный флакон. Во флакон доливают ростовой среды (ДМЕМ с 10% фетальной бычьей сыворотки) и инкубируют при 37°С в СО2-инкубаторе в течение 30-45 мин.1. The cell preparation containing the tested fibroblasts is poured into a culture flask under sterile conditions. The growth medium (DMEM with 10% fetal bovine serum) is added to the vial and incubated at 37 ° C in a CO 2 incubator for 30-45 minutes.
2. Удаляют ростовую среду из флакона и трижды промывают прикрепившиеся ко дну флакона клетки стерильным физиологическим раствором, используя объем, равный половине ростовой среды.2. Remove the growth medium from the vial and wash the cells attached to the bottom of the vial three times with sterile saline using a volume equal to half the growth medium.
3. Добавляют к клеткам 0,0001% раствор трипсина, используя 1 мл раствора на 25 см поверхности культурального флакона.3. Add a 0.0001% trypsin solution to the cells using 1 ml of solution per 25 cm of the surface of the culture flask.
4. Инкубируют флакон при 37°С. Между 5-й и 7-й минутами инкубации отбирают из флакона раствор трипсина, содержащий отщепленные от клеток фрагменты белков.4. Incubate the bottle at 37 ° C. Between the 5th and 7th minutes of incubation, trypsin solution containing protein fragments split off from the cells is removed from the vial.
5. Раствор трипсина, отобранный от клеток, используют для масс-спектрометрического определения совокупности масс фрагментов поверхностных белков, соответствующей анализируемым клеткам.5. Trypsin solution, selected from cells, is used for mass spectrometric determination of the aggregate mass of surface protein fragments corresponding to the analyzed cells.
6. Измеренную совокупность масс фрагментов поверхностных белков анализируемых клеток сравнивают с полученной аналогичным способом совокупностью масс фрагментов поверхностных белков клеточных культур с известными качественными характеристиками.6. The measured mass of fragments of the surface proteins of the analyzed cells is compared with the mass of the fragments of cell culture surface proteins with similar qualitative characteristics obtained by a similar method.
Масс-спектрометрический анализ проводят следующим образом. Пробы, полученные в процессеMass spectrometry analysis is carried out as follows. Samples obtained in the process
- 5 009326 инкубации клеток с трипсином (см. п.4 протокола), обессоливают, применяя наконечники для автоматических пипеток с обращенной фазой ΖίρΤίρ(·Ι8 (М1Шроте Согр., США), в соответствии с протоколом производителя. Массы пептидных фрагментов, содержащиеся в пробе, измеряют методом времяпролетной (МАЙШ-ТОР) масс-спектрометрии. 2 мкл обессоленного раствора смешивают на масс-спектрометрической мишени в соотношении 1:1 с насыщенным раствором а-циано-4-гидроксисинаминовой кислоты, содержащей 50% ацетонитрила и 0,5% трифторуксусной кислоты. Полученные на мишени капли проб высушивают на воздухе и проводят масс-спектрометрический анализ в диапазоне масс пептидов от 600 до 4000 Да.- 5 009326 incubation of cells with trypsin (see p. 4 of the protocol), are desalted using tips for automatic pipettes with reversed phase ΖίρΤίρ ( · 8 (M1 Shrot Sogr., USA), in accordance with the manufacturer's protocol. The masses of peptide fragments contained in assay, measured by time-of-flight (MAYSH-TOR) mass spectrometry. 2 µl of desalted solution is mixed on a 1: 1 mass spectrometry target with a saturated solution of a-cyano-4-hydroxysinamic acid containing 50% acetonitrile and 0.5% trifluoroacetic acid. on the target, droplets of samples are dried in air and mass spectrometry analysis is performed in the range of peptide masses from 600 to 4000 Da.
Полученные масс-спектры, соответствующие разным клеточным линиям, предварительно обрабатывают для последующей классификации иерархическим кластерным анализом. Список масс пептидов переводят в бинарный код (1- есть определенная масса пептида в спектре и, соответственно, 0- отсутствие массы пептида), генерируя таким образом протеомный футпринт клеточной культуры. Классификацию (разбиение на группы) футпринтов проводят кластеризацией по методу Варда с использованием квадратов евклидовых расстояний для расчета матрицы дистанций.The obtained mass spectra corresponding to different cell lines are pretreated for subsequent classification by hierarchical cluster analysis. The list of peptide masses is transferred to the binary code (1- there is a certain peptide mass in the spectrum and, accordingly, 0 is the absence of peptide mass), thus generating the proteomic footprint of the cell culture. Classification (grouping) footprints is clusterized by the Ward method using squares of Euclidean distances to calculate the distance matrix.
Из фиг. 2 видно, что футпринты 42 препаратов фибробластов из различных источников, таких как дермального сосочка волосяного фолликула, жировой клетчатки, кожи предплечья взрослого человека и фетальной кожи, четко классифицируются по четырем группам соответственно происхождению фибробластов (1, 2, 3 и 4 группы на фиг. 2, соответственно). Таким образом, имея тестируемый клеточный препарат фибробластов, можно точно установить его происхождение по принадлежности его футпринта к тому или иному кластеру. К примеру, если тестируемому клеточному препарату соответствует отмеченный звездочкой (*) на фиг. 2 футпринт, то достоверно можно утверждать, что фибробласты тестируемого препарата были выделены из дермального сосочка волосяного фолликула, размножены соответствующим образом и в процессе культивирования не были утрачены качественные характеристики, позволяющие отнести данные фибробласты к фибробластам с трихогенными свойствами.From FIG. 2 shows that the footprints of 42 fibroblast preparations from various sources, such as the dermal papilla of the hair follicle, adipose tissue, adult forearm skin and fetal skin, are clearly classified into four groups according to the origin of fibroblasts (1, 2, 3 and 4 groups in FIG. 2, respectively). Thus, having a tested cell preparation of fibroblasts, one can accurately determine its origin by the belonging of its footprint to one or another cluster. For example, if a cell preparation under test corresponds to the one marked with an asterisk (*) in FIG. 2 footprints, it can be reliably argued that the fibroblasts of the test drug were isolated from the dermal papilla of the hair follicle, propagated accordingly, and in the process of cultivation, no qualitative characteristics were lost that made it possible to attribute these fibroblasts to fibroblasts with trichogenic properties.
В случае, если тестируемая культура клеток не будет принадлежать ни одному из кластеров (см., например, футпринт адипогенных фибробластов в кластере 2' на фиг. 2), можно утверждать, что клетки не принадлежат ни одному из определяемых источников, либо в процессе культивирования их фенотип изменился и ассоциировать их с качественными клеточными препаратами установленного происхождения и с известными свойствами уже нельзя.If the test cell culture does not belong to any of the clusters (see, for example, the footprint of adipogenic fibroblasts in cluster 2 'in Fig. 2), it can be argued that the cells do not belong to any of the sources to be determined or during cultivation their phenotype has changed and it is no longer possible to associate them with high-quality cellular preparations of established origin and with known properties.
Из приведенного примера видно, что совокупность (набор) молекулярных масс фрагментов поверхностных белков, т.н. протеомный футпринт, является своеобразным штрих-кодом, характеризующим клетки на предмет отношения к фибробластам с определенными, представляющими интерес для клеточной терапии, свойствами.From the above example, it is clear that the set (set) of molecular masses of the surface protein fragments, the so-called. proteomic footprint, is a kind of bar code that characterizes cells for their relationship to fibroblasts with certain properties of interest to cell therapy.
Следует отметить, что забор раствора трипсина, содержащего отщепленные от клеток фрагменты поверхностных белков, желательно осуществлять до момента открепления клеток от дна культурального флакона под воздействием трипсина, что позволит предотвратить попадание клеток в пробу и избежать дополнительной стадии очистки пробы.It should be noted that sampling a trypsin solution containing fragments of surface proteins split off from the cells should be carried out until the cells are detached from the bottom of the culture flask under the influence of trypsin, which will prevent cells from entering the sample and avoid the additional stage of sample cleaning.
Условия обработки протеазой клеток определяют экспериментально для каждого типа клеток и активности используемой протеазы, и они могут существенно варьировать от 0,00001 до 0,05% для концентрации протеазы и от 30 с до 10 мин для времени обработки клеток. В случае использования трипсина с другой активностью концентрация его меняется прямо пропорционально увеличению или уменьшению активности.The conditions of protease treatment of cells are determined experimentally for each type of cell and the activity of the protease used, and they can vary significantly from 0.00001 to 0.05% for the protease concentration and from 30 s to 10 min for the treatment time of cells. In the case of using trypsin with a different activity, its concentration varies in direct proportion to the increase or decrease in activity.
В других вариантах реализации изобретения используют любой другой вариант масс-спектрометрии.In other embodiments of the invention, any other mass spectrometry is used.
Раствор трипсина можно готовить как на стерильном физиологическом растворе, так и на любом подходящем для этого солевом или буферном растворе.Trypsin solution can be prepared both with sterile saline solution and with any suitable saline or buffer solution.
Вместо трипсина могут быть использованы другие протеазы, например химотрипсин, протеиназа К и т. д.Instead of trypsin, other proteases can be used, for example, chymotrypsin, proteinase K, etc.
Отщепленные фрагменты поверхностных белков могут перед масс-спектрометрическим анализом быть дегликозилированы, например, проназой.The cleaved fragments of surface proteins may be deglycosylated prior to mass spectrometry analysis, for example, pronase.
Вместо трипсина может быть использована комбинация протеаз.Instead of trypsin, a combination of proteases can be used.
В случае использования суспензионной культуры клеток необходимо перед забором пробы клетки осадить на дно, например, центрифугированием или использовать любой другой подходящий способ для удаления клеток из тестируемой пробы.In the case of suspension cell culture, it is necessary to precipitate cells to the bottom before sampling, for example, by centrifuging or use any other suitable method to remove cells from the test sample.
Обессоливание и концентрирование пептидов пробы для масс-спектрометрического анализа можно осуществлять любым подходящим для этого способом.Desalting and concentration of the peptides of the sample for mass spectrometric analysis can be carried out in any suitable way.
В других вариантах реализации изобретения, если применяемый протокол масс-спектрометрического анализа не требует обессоливания и/или концентрирования анализируемой пробы, содержащей фрагменты поверхностных белков, обессоливание и/или концентрирование не проводится.In other embodiments of the invention, if the applied protocol for mass spectrometric analysis does not require desalting and / or concentration of the analyzed sample containing fragments of surface proteins, desalting and / or concentration is not carried out.
В случае использования трипсина для снятия клеток прикрепленной культуры с подложки при получении клеточного препарата необходимо перед анализом провести дополнительное инкубирование клеток в соответствующих условиях 18-20 ч для репарации клетками поверхностных белков.In the case of using trypsin to remove attached culture cells from the substrate, upon receipt of the cell preparation, prior to analysis, additional incubation of the cells under appropriate conditions is carried out for 18–20 h to repair the surface proteins by the cells.
В других вариантах реализации изобретения используют для формирования характеристическойIn other embodiments of the invention are used to form the characteristic
- 6 009326 совокупности масс не появление той или иной массы фрагмента поверхностного белка, а изменение его интенсивности в масс-спектре, что соответствует изменению его концентрации в анализируемой пробе.- 6 009326 of the mass aggregate is not the appearance of one or another mass of the surface protein fragment, but a change in its intensity in the mass spectrum, which corresponds to a change in its concentration in the analyzed sample.
В других вариантах реализации изобретения используется любая подходящая математическая обработка измеренных масс белковых фрагментов, позволяющая корректно классифицировать клеточный материал по интересующим свойствам, к примеру, применив регрессионный анализ, к-теапк кластеризацию, нейросети, РСА, 8УМ, 8ОМ и т.д., а также их комбинации.In other embodiments of the invention, any suitable mathematical processing of the measured masses of protein fragments is used, allowing to correctly classify cellular material according to the properties of interest, for example, using regression analysis, k-theapl clustering, neural network, XRD, 8UM, 8OM, etc., and also their combinations.
Патентуемый способ может применяться к любым типам клеточных препаратов, в частности к суспензии клеток, смешанным культурам, органотипным культурам и клеточным агрегатам (гранулы, сфероиды), а также к свежевыделенным клеткам и тканевым фрагментам.The patented method can be applied to any type of cell preparation, in particular, to cell suspension, mixed cultures, organotypic cultures and cell aggregates (granules, spheroids), as well as to freshly isolated cells and tissue fragments.
Пример 2. На опухолевых клетках человека.Example 2. On human tumor cells.
Далее изобретение поясняется вторым примером оценки качества культуры опухолевых клеток рака толстого кишечника человека на предмет пригодности использования их для противоопухолевой вакцинации.The invention is further illustrated by a second example of assessing the quality of a culture of human colon cancer cells for their suitability for antitumor vaccination.
Выделенные из опухоли больного, культивируемые и впоследствии используемые для противоопухолевой вакцинации клетки должны быть идентичны опухолевым клеткам больного. Однако культивирование клеток существенно искажает фенотип первичной культуры по причине невозможности искусственного воссоздания ίη νίΐτο условий, при которых опухолевые клетки росли в организме больного. Таким образом, качество используемых для вакцинации культивированных опухолевых клеток подлежит обязательному контролю и выражается в степени их соответствия клеткам опухоли больного. Протокол установления подобного соответствия представлен ниже.The cells isolated from the patient’s tumor, cultivated and subsequently used for antitumor vaccination should be identical to the patient’s tumor cells. However, cell cultivation significantly distorts the phenotype of the primary culture due to the impossibility of artificially recreating the conditions under which the tumor cells grew in the patient's body. Thus, the quality of cultured tumor cells used for vaccination is subject to mandatory control and is expressed in the degree of their compliance with the patient's tumor cells. A protocol for establishing such compliance is presented below.
1. Из флакона с культивируемыми опухолевыми клетками удаляют ростовую среду и трижды промывают клетки 0,9% раствором хлорида натрия или фосфатным буфером силана, используя каждый раз объем, равный не менее половины объема заливаемой в культуральный флакон ростовой среды. В результате промывки клеток должны быть удалены следы сыворотки, содержащейся в ростовой среде.1. The growth medium is removed from the flask with cultured tumor cells and the cells are washed three times with 0.9% sodium chloride solution or phosphate buffer of silane, each time using a volume equal to at least half of the growth medium poured into the culture flask. As a result of cell washing, traces of serum contained in the growth medium must be removed.
2. К клеткам добавляют 0,0001% раствор трипсина (активность ~3000 Ед/мг), используя 1 мл раствора на 25 см2 поверхности культурального флакона.2. To the cells add 0.0001% trypsin solution (activity ~ 3000 U / mg), using 1 ml of solution per 25 cm 2 of the surface of the culture flask.
3. Инкубируют флакон при 37°С. Между 5-й и 7-й минутами инкубации отбирают из флакона раствор, содержащий отщепленные от клеток фрагменты поверхностных белков. Опухолевые клетки в момент отбора раствора должны быть прикреплены к дну культурального флакона. Если под воздействием трипсина часть клеток открепилась и стала свободно плавать, то ростовую среду надо отцентрифугировать при 400 д в течение 5 мин и использовать супернатант, свободный от примеси клеток.3. Incubate the bottle at 37 ° C. Between the 5th and 7th minutes of incubation, a solution containing fragments of surface proteins split off from the cells is removed from the vial. Tumor cells at the time of sampling should be attached to the bottom of the culture flask. If under the influence of trypsin, some of the cells detached and float freely, then the growth medium should be centrifuged at 400 d for 5 min and the supernatant, free of cell contamination, should be used.
4. Для инактивации остатков трипсина в культуральном флаконе добавляют свежеприготовленную культуральную среду, содержащую фетальную бычью сыворотку, и продолжают культивирование клеток при 37°С и 5% СО2.4. To inactivate trypsin residues in the culture flask, add freshly prepared culture medium containing fetal bovine serum, and continue cell culture at 37 ° C and 5% CO 2 .
5. Раствор, полученный в п.3, анализируют масс-спектрометрически и сравнивают со спектром, полученным аналогичным образом (пп.1-4), но ранее для свежевыделенных опухолевых клеток.5. The solution obtained in step 3 is analyzed by mass spectrometry and compared with the spectrum obtained in a similar way (claims 1–4), but earlier for freshly isolated tumor cells.
Масс-спектрометрический анализ проводят по протоколу масс-спектрометрии гликозилированных пептидов (Та.)ш М. е! а1., ”01ГГегеп11а1 апа1ук18 оГ кке-креаПс д1усапк οη р1акта апб се11и1аг йЬтопесбпк: аррксайоп оГ а НубгорНШс аГйпйу тебюб Гог д1усорерббе еппсйтеп!, О1усоЬю1оду, 2005, ν. 15, 13321340). Это объясняется, с одной стороны, тем, что внеклеточные фрагменты белков, как правило, гликозилированы, с другой стороны, именно гликозилированные фрагменты поверхностных белков опухолевых клеток наиболее иммуногенны и являются вероятными антигенами вакцины (см., например, Етапсо А., СТЬ-Вакеб Сапсег Р^еνеηΐ^νе/Тйе^ареиΐ^с Уассшек Гог Сатсшотак: Ко1е оГ Титоиг-А88ос1а!еб СагЬоНубШе Апйдепк, 8сапб. I. 1ттипо1., 2005, ν. 61, 391-397).Mass spectrometric analysis is performed according to the protocol of mass spectrometry of glycosylated peptides (Ta.) W. M. e! a1., ”01ГГегеп11а1 апа1ук18 оГ кке-креПс д1усапк Отр ус О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1η 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1η η 1η 1η т1 1ттт:: ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар ар арГГй теб теб Gog d1usorerbbe eppsitepurne! 15, 13321340). This is explained, on the one hand, by the fact that extracellular protein fragments are, as a rule, glycosylated, on the other hand, it is glycosylated fragments of the surface proteins of tumor cells that are most immunogenic and are probable vaccine antigens (see, for example, Etapso A., CT-Wakeb Sapseg P ^ eνeηΐ ^ νe / Tye ^ areiΐ ^ with Uasshek Gog Satshotak: Colee Titoig-A88os1a! Eb SaghoNubShe Aidedek, 8sapb. I. 1ttipopo1., 2005, ν. 61, 391-397.)
140 мкл анализируемого раствора фрагментов поверхностных белков смешивают со 140 мкл этанола, 720 мкл бутанола и добавляют 15 мкл сефарозы СЬ4В. Инкубируют при медленном перемешивании 45 мин. После инкубации сефарозу дважды промывают раствором с тем же содержанием спирта и бутанола и инкубируют 30 мин в 50% растворе этанола. Раствор этанола отбирают от сефарозы и высушивают на роторном испарителе. Полученный осадок растворяют в 10 мкл воды и анализируют времяпролетной (МАЬП1-ТОЕ) масс-спектрометрией. 2 мкл анализируемого раствора смешивают на масс-спектрометрической мишени в соотношении 1:1 с насыщенным раствором 2,5-дигидроксибензойной кислоты, содержащей 50% ацетонитрила и 0,5% трифторуксусной кислоты. Полученные на мишени капли проб высушивают на воздухе и проводят масс-спектрометрический анализ в диапазоне масс пептидов от 1000 до 4000 Да.140 μl of the analyzed solution of the surface protein fragments are mixed with 140 μl of ethanol, 720 μl of butanol and 15 μl of Sepharose CH4B are added. Incubate with slow stirring for 45 minutes. After incubation, the sepharose is washed twice with a solution with the same alcohol and butanol content and incubated for 30 minutes in a 50% ethanol solution. The ethanol solution is taken from Sepharose and dried on a rotary evaporator. The resulting precipitate is dissolved in 10 μl of water and analyzed by time-of-flight (MAB1-TOE) mass spectrometry. 2 μl of the analyzed solution is mixed on a mass spectrometric target in a 1: 1 ratio with a saturated solution of 2,5-dihydroxybenzoic acid containing 50% acetonitrile and 0.5% trifluoroacetic acid. The droplets of the samples obtained on the target are dried in air and mass spectrometry analysis is carried out in the peptide mass range from 1000 to 4000 Da.
Согласно полученным данным при повторном (контрольном) масс-спектрометрическом анализе культуры клеток воспроизводится не менее 95 мас.% фрагментов белков, что можно считать критерием идентичности двух сравниваемых клеточных препаратов. Предлагается оценивать пригодность клеточного препарата для вакцинации больного на основе идентичности не менее 90% общих масс фрагментов белков у анализируемых клеток и свежевыделенных опухолевых клеток донора.According to the obtained data, at least 95 wt.% Protein fragments are reproduced in the repeated (control) mass spectrometric analysis of cell culture, which can be considered a criterion for the identity of two compared cellular preparations. It is proposed to evaluate the suitability of the cell preparation for vaccination of the patient based on the identity of at least 90% of the total mass of protein fragments in the analyzed cells and freshly isolated donor tumor cells.
На фиг. 3А показаны времяпролетный спектр белковых фрагментов и соответствующий футпринт, полученные согласно второму варианту реализации изобретения со свежевыделенных опухолевых клеFIG. 3A shows the time-of-flight spectrum of protein fragments and the corresponding footprint obtained according to the second embodiment of the invention from freshly isolated tumor adhesives.
- 7 009326 ток рака толстого кишечника человека. На фиг. 3Б показаны масс-спектр и соответствующий футпринт тех же самых клеток, размноженных культивированием (1-й пассаж) и пригодных для противоопухолевой вакцинации. Снятый с них спектр идентичен исходному спектру, полученному со свежевыделенных опухолевых клеток. На фиг. 3В представлен масс-спектр тех же самых клеток, размноженных культивированием (2-й пассаж), но уже не пригодных для противоопухолевой вакцинации. В процессе культивирования произошли существенные изменения в поверхностных белках клеток (см., например, область 1800-2000 Да футпринта на фиг. 3В), что позволило считать их неидентичными клеткам исходной опухоли донора.- 7 009326 current of human colon cancer. FIG. 3B shows the mass spectrum and the corresponding footprint of the same cells propagated by cultivation (1st passage) and suitable for antitumor vaccination. The spectrum taken from them is identical to the original spectrum obtained from freshly isolated tumor cells. FIG. 3B shows the mass spectrum of the same cells propagated by cultivation (2nd passage), but no longer suitable for anti-tumor vaccination. In the process of cultivation, significant changes occurred in the surface proteins of the cells (see, for example, the 1800-2000 Da footprint in Fig. 3B), which allowed them to be considered nonidentical cells of the original donor tumor.
В случае использования протеазы для диссоциации ткани опухоли с целью высвобождения опухолевых клеток необходимо проводить масс-спектрометрический анализ для получения образца футпринта исходной (неизмененной) культуры клеток не раньше чем через сутки после инициации опухолевой культуры, чтобы клетки успели восстановить поврежденные при выделении поверхностные белки.In case of using protease to dissociate tumor tissue in order to release tumor cells, it is necessary to carry out mass spectrometry analysis to obtain a sample of the footprint of the original (unchanged) cell culture no earlier than one day after the initiation of the tumor culture so that the cells can restore the surface proteins damaged during the isolation.
Совокупность масс фрагментов поверхностных белков является своеобразным штрих-кодом, т.е. показателем, наиболее объективно характеризующим клетки.The set of masses of fragments of surface proteins is a kind of bar code, i.e. an indicator that most objectively characterizes cells.
Поэтому контроль наличия качественных характеристик у исследуемой клеточной культуры путем сравнения совокупности полученных масс фрагментов поверхностных белков ее клеток с совокупностью масс-спектрометрически определенных масс фрагментов поверхностных белков живых клеток с известными качественными характеристиками дает возможность наиболее точно произвести отбор качественных (с ожидаемыми полезными свойствами) клеток.Therefore, the control of the presence of qualitative characteristics of the studied cell culture by comparing the aggregate of obtained masses of fragments of surface proteins of its cells with a set of mass spectrometrically determined masses of fragments of surface proteins of living cells with known qualitative characteristics makes it possible to most accurately select qualitative (with the expected useful properties) cells.
Применение при реализации способа масс-спектрометрического анализа позволяет определять качество клеточной культуры достаточно быстро - в течение не более 2 ч. Это позволит использовать его для оценки качества готовых клеточных препаратов перед их применением, учитывая малый срок их годности с момента изготовления (несколько часов).The use of mass spectrometry in the implementation of the method allows one to determine the quality of the cell culture rather quickly - within not more than 2 hours. This will allow it to be used to assess the quality of the finished cellular preparations before their use, taking into account their short shelf life from the time of manufacture (several hours).
Кроме этого, полученные масс-спектры могут быть преобразованы с возможностью численного выражения результатов анализа, что необходимо для реализации стандарта СМР, исключающего человеческий фактор при проведении оценки качества культуры клеток, и позволит обеспечить необходимую объективность результатов.In addition, the obtained mass spectra can be transformed with the possibility of numerical expression of the results of the analysis, which is necessary to implement the standard SMR, which excludes the human factor when assessing the quality of cell culture, and will ensure the necessary objectivity of the results.
Точность определения наличия качественных характеристик у исследуемой культуры клеток при реализации патентуемого способа обеспечивается также за счет использования живых клеток исследуемой клеточной культуры, которые подвергают витальному воздействию протеазы. Клетки при обработке витальным воздействием протеазы не погибают, что дает возможность избежать загрязнения анализируемых проб мажорными белками цитоплазмы клетки и значительно уменьшить расход клеточного материала при анализе культуры клеток.The accuracy of determining the presence of qualitative characteristics in the studied cell culture in the implementation of the patented method is also ensured by the use of living cells of the studied cell culture, which is subjected to the vital effect of protease. The cells are not killed by treatment with the vital effect of protease, which makes it possible to avoid contamination of the analyzed samples with major proteins of the cytoplasm of the cell and significantly reduce the consumption of cellular material in the analysis of cell culture.
Загрязнения анализируемых проб позволяет избежать также предварительная промывка клеток, которая необходима для удаления следов сыворотки, содержащейся в ростовой среде.Contamination of the analyzed samples also avoids pre-washing the cells, which is necessary to remove traces of serum contained in the growth medium.
Таким образом, патентуемый способ позволяет охарактеризовать клетки по наиболее актуальным, в том числе и для клеточной трансплантологии, поверхностным белкам.Thus, the patented method allows us to characterize cells according to the most relevant, including cell transplantation, surface proteins.
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200700942A EA200700942A1 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | METHOD FOR DETERMINING THE QUALITY OF CELLULAR CULTURE |
PCT/RU2007/000571 WO2008123793A1 (en) | 2007-04-06 | 2007-10-16 | Method for testing a cell culture quality |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200700942A EA200700942A1 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | METHOD FOR DETERMINING THE QUALITY OF CELLULAR CULTURE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA009326B1 true EA009326B1 (en) | 2007-12-28 |
EA200700942A1 EA200700942A1 (en) | 2007-12-28 |
Family
ID=39831177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200700942A EA200700942A1 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | METHOD FOR DETERMINING THE QUALITY OF CELLULAR CULTURE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA200700942A1 (en) |
WO (1) | WO2008123793A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670001C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук | Method for producing cell surface proteins |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001249125A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Suntory Ltd | Method for analysis of substance in tissue or cell |
WO2003025565A2 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-27 | Caprion Pharmaceuticals Inc. | Preparation of highly-purified plasma membranes |
US20050068657A1 (en) * | 2003-09-29 | 2005-03-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B | Servo self-write disk drive with dual-stage actuator |
US20050090007A1 (en) * | 1997-07-23 | 2005-04-28 | Roche Diagnostics Gmbh | Identification of human cell lines for the production of human proteins by endogenous gene activation |
WO2006051405A2 (en) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Cambridge University Technical Services Ltd. | Methods and means related to cancer stem cells |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU944580A1 (en) * | 1980-02-07 | 1982-07-23 | Кировский научно-исследовательский институт переливания крови | Method of obtaining surface b-hepatitis antigen |
US6861234B1 (en) * | 2000-04-28 | 2005-03-01 | Mannkind Corporation | Method of epitope discovery |
AU2003902299A0 (en) * | 2003-05-13 | 2003-05-29 | Flinders Medical Centre | A method of analysing a marker nucleic acid molecule |
-
2007
- 2007-04-06 EA EA200700942A patent/EA200700942A1/en active IP Right Revival
- 2007-10-16 WO PCT/RU2007/000571 patent/WO2008123793A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050090007A1 (en) * | 1997-07-23 | 2005-04-28 | Roche Diagnostics Gmbh | Identification of human cell lines for the production of human proteins by endogenous gene activation |
JP2001249125A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Suntory Ltd | Method for analysis of substance in tissue or cell |
WO2003025565A2 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-27 | Caprion Pharmaceuticals Inc. | Preparation of highly-purified plasma membranes |
US20050068657A1 (en) * | 2003-09-29 | 2005-03-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B | Servo self-write disk drive with dual-stage actuator |
WO2006051405A2 (en) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Cambridge University Technical Services Ltd. | Methods and means related to cancer stem cells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008123793A1 (en) | 2008-10-16 |
EA200700942A1 (en) | 2007-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108707604B (en) | CNE10 gene knockout is carried out using CRISPR-Cas system in epidermal stem cells | |
JP6967452B2 (en) | Prediction of developing neurotoxicity Human pluripotent stem cell system model | |
Luo et al. | Neural differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells with human brain‐derived neurotrophic factor gene‐modified in functionalized self‐assembling peptide hydrogel in vitro | |
JP6257520B2 (en) | Automated system for generating induced pluripotent stem cells or differentiated cells | |
JP2016514950A (en) | Methods, compositions, kits and systems for selective enrichment of target cells | |
CN109682978B (en) | Prediction method for tumor mutant peptide MHC affinity and application thereof | |
Carelli et al. | HuR interacts with lincBRN1a and lincBRN1b during neuronal stem cells differentiation | |
Van Den Hurk et al. | Single-cell multimodal transcriptomics to study neuronal diversity in human stem cell-derived brain tissue and organoid models | |
Williams et al. | Scalable measurements of intrinsic excitability in human iPS cell-derived excitatory neurons using all-optical electrophysiology | |
Ciarpella et al. | Murine cerebral organoids develop network of functional neurons and hippocampal brain region identity | |
CN108203732A (en) | Applications of the TRIM24 in diagnosis of glioma | |
JP2004166685A (en) | Method for identifying change produced in at least one biological parameter as result by using living cell under stress and living cell freed from stress | |
WO2023221853A1 (en) | Method for constructing senescent cell and method for evaluating anti-senescence efficacy | |
Bertucci et al. | Improved Protocol for Reproducible Human Cortical Organoids Reveals Early Alterations in Metabolism with MAPT Mutations | |
Ahn et al. | Stem cell markers: Insights from membrane proteomics? | |
EA009326B1 (en) | Method for testing quality of cell culture | |
EP2299259B1 (en) | Method and use of an apparatus for In-Vitro-Analysis of Biological Cells and/or Microorganisms | |
He et al. | Sensory and motor fibroblasts have different protein expression patterns and exert different growth promoting effects on sensory and motor neurons | |
Beyer et al. | Neuroproteomics in stem cell differentiation | |
Chin et al. | Studying neurological disorders using induced pluripotent stem cells and optogenetics | |
WO2023171395A1 (en) | Method for evaluating hair regeneration capability of cell population containing mesenchymal cells | |
Buttermore | Phenotypic assay development with iPSC-derived neurons: technical considerations from plating to analysis | |
CN108495928A (en) | Method for obtaining indicator signal from cell | |
Colpo et al. | Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) Technology: Potential Targets for Depression | |
RU2722173C1 (en) | Method for predicting growth rate of culture by amount of aldehyde dehydrogenase-positive bone marrow mesenchymal cells of donors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM MD TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ TJ |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): RU |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): RU |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): RU |