EP2297296A2 - Procédé d' utilisation d' un bioréacteur à double compartiment - Google Patents

Procédé d' utilisation d' un bioréacteur à double compartiment

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EP2297296A2
EP2297296A2 EP09765987A EP09765987A EP2297296A2 EP 2297296 A2 EP2297296 A2 EP 2297296A2 EP 09765987 A EP09765987 A EP 09765987A EP 09765987 A EP09765987 A EP 09765987A EP 2297296 A2 EP2297296 A2 EP 2297296A2
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EP
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cell
compartments
filter
bioreactor
tissue
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Withdrawn
Application number
EP09765987A
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German (de)
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Inventor
Marc Benbunan
Pierre Cattan
Jérôme Larghero
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Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Original Assignee
Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/14—Bags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34—Internal compartments or partitions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/08—Chemical, biochemical or biological means, e.g. plasma jet, co-culture
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting

Definitions

  • the present invention relates to a dual-compartment bioreactor capable of allowing transformation of a tissue or cell product, and a method for its implementation.
  • the devices currently used in an application to the extraction of islets of Langerhans consist of hard-walled chambers.
  • the present invention proposes to remedy the first two disadvantages presented by proposing a technique whose basic idea is to use a separation chamber of flexible material that allows an operator to perform tissue dissociation by external manual manipulations in aseptic conditions and possibly make possible a thermoregulation of the product by immersion in a liquid taking into account the tightness of the device.
  • the invention thus relates to a dual compartment bioreactor, characterized in that it comprises a flexible bag separated into two compartments separated by a filter, and at least one inlet opening in communication with one of the compartments and at least one exit opening in communication with the other compartment.
  • At least one of the compartments may have both an inlet opening and an outlet opening.
  • the invention also relates to a method of using such a bioreactor, characterized in that it implements the implementation in a biological treatment apparatus including washing or transformation of a tissue or cell product, the circulating a solution between an inlet opening and an outlet opening of the pocket. More particularly, the invention relates to a method which implements, for tissue dissociation, in particular the sorting of islets of Langerhans, the establishment of said bioreactor as a digestion chamber and a manual mixing of the flexible bag, to achieve said dissociation, in particular for separating islands of Langerhans, during a digestion step during which a collagen-containing digestion solution circulates between inlet and outlet openings of the pocket.
  • tissue dissociation in particular the sorting of islets of Langerhans
  • the establishment of said bioreactor as a digestion chamber and a manual mixing of the flexible bag
  • FIG. 1a represents a flexible bag that can be used as a sterile disposable bioreactor for a process for transforming a tissue or cell product, of which FIG. 1b is a section along AA.
  • the flexible pouch 1 of flexible plastic material has two compartments 2 and 3 separated by a filter 4 fixed in sagittal position.
  • the flexible bag 1 may be similar to a blood bag, and the filter 4 has a periphery 7 which is welded to position the filter 4 in the sagittal position in the bag 1.
  • the size of the mesh of the filter 4 is a function of the application assigned to the device.
  • the introduction, the renewal and the circulation of the fluids or the biological material inside the device, are carried out through entry access and exit end pieces 6 opening on each of the compartments 2 and 3 of the pocket.
  • the system is thus integrable with a conventional equipment or circuit.
  • the tightness of the device allows its complete immersion in a liquid medium (thermal regulation), as well as an aseptic.
  • the invention applies to tissue dissociation, for example islet extraction of Langerhans with in this case a filter mesh of between 50 .mu.m and 600 .mu.m or for use in biological reactions, for example cell culture, co- culture, or else tissue engineering or as a device for washing tissues or cell suspensions, without the need to centrifuge the cell suspension, especially with cell cultures or washing cell suspensions, a filter size n authorizing the passage of an acellular fluid (without cells).
  • tissue dissociation for example islet extraction of Langerhans with in this case a filter mesh of between 50 .mu.m and 600 .mu.m or for use in biological reactions, for example cell culture, co- culture, or else tissue engineering or as a device for washing tissues or cell suspensions, without the need to centrifuge the cell suspension, especially with cell cultures or washing cell suspensions, a filter size n authorizing the passage of an acellular fluid (without cells).

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'utilisation d'un bioéacteur à double compartiment, qui comporte une poche souple (1) ayant deux compartiments (2, 3) séparés par un filtre (4), ainsi qu'au moins une ouverture d'entrée (5) en communication avec un des compartiments (2) et au moins une ouverture de sortie (6) en communication avec l'autre compartiment (3) comportant sa mise en place dans un appareillage de traitement biologique notamment de lavage ou de transformation d'un produit tissulaire ou cellulaire, caractérisé en ce qu'il met en œuvre, pour une dissociation tissulaire, l'utilisation dudit bioréacteur en tant que chambre de digestion et un malaxage manuel de la poche souple pour dissocier les tissus au cours d'une étape de digestion au cours de laquelle une solution de digestion contenant de la collagénase circule entre des ouvertures d'entrée (5) et de sortie de la poche (6).

Description

BIOREACTEUR A DOUBLE COMPARTIMENT
La présente invention a pour objet un bioréacteur à double compartiment apte à permettre une transformation d'un produit tissulaire ou cellulaire, et un procédé pour sa mise en œuvre.
Les dispositifs actuellement utilisés dans une application à l'extraction des îlots de Langerhans sont constitués de chambres à parois rigides.
Dans l'article de Camillo RICORDI et Collaborateurs, intitulé "Automated Method for Isolation of Human Pancreatic Islets", paru dans DIABETES volume 37, année 1988, pages 413 à 420, la dissociation du tissu pancréatique est réalisée par agitation de la chambre de séparation en acier inoxydable qui contient des billes. Il en résulte plusieurs inconvénients, à savoir :
1) le caractère traumatisant de la dissociation mécanique par billes ;
2) un risque d'hyperpression par obturation du filtre de la chambre à parois rigides ;
3) l'impossibilité de visualiser l'état d'avancement de la digestion tissulaire.
Une variante de ce procédé de dissociation est décrite dans la Demande de Brevet FR 2 696 754 (HOSPAL INDUSTRIE - INSERM).
L'article de Denis DUFRANE et Collaborateurs, intitulé "A simple Method Using a Polymethylpenten Chamber for Isolation of Human Pancreatic Islets" paru dans Pancréas, volume 30 n° 3, année 2005, pages e51 à e59 met également en oeuvre une technique d'agitation, à partir d'une chambre conique en polyméthylpentène (PMPC) qui contient des billes et qui présente deux compartiments séparés par un filtre en treillage métallique (acier inoxydable) ayant un diamètre de passage de 500 μm.
Cette technique présente les inconvénients 1 et 2, l'inconvénient 3 étant supprimé parce que la chambre conique est transparente.
La présente invention propose de remédier aux deux premiers inconvénients présentés en proposant une technique dont l'idée de base est d'utiliser une chambre de séparation en matériau souple qui permet à un opérateur d'effectuer une dissociation tissulaire par des manipulations manuelles externes dans des conditions d'asepsie et éventuellement de rendre possible une thermorégulation du produit par immersion dans un liquide compte tenu de l'étanchéité du dispositif.
L'invention concerne ainsi un bioréacteur à double compartiment, caractérisé en ce qu'il comporte une poche souple séparée en deux compartiments séparés par un filtre, ainsi qu'au moins une ouverture d'entrée en communication avec un des compartiments et au moins une ouverture de sortie en communication avec l'autre compartiment.
Au moins un des compartiments peut comporter à la fois une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie.
L'invention concerne également un procédé d'utilisation d'un tel bioréacteur, caractérisé en ce qu'il met en œuvre la mise en place dans un appareillage de traitement biologique notamment de lavage ou de transformation d'un produit tissulaire ou cellulaire, la circulation d'une solution entre une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie de la poche. Plus particulièrement l'invention concerne un procédé qui met en œuvre, pour une dissociation tissulaire, notamment le tri d'îlots de Langerhans, la mise en place dudit bioréacteur en tant que chambre de digestion et un malaxage manuel de la poche souple, réaliser ladite dissociation, notamment pour séparer des îlots de Langerhans, au cours d'une étape de digestion pendant laquelle une solution de digestion contenant de la collagénase circule entre des ouvertures d'entrée et de sortie de la poche.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après en liaison avec la figure unique.
La figure 1a représente une poche souple utilisable en tant que bioréacteur stérile à usage unique pour un procédé de transformation d'un produit tissulaire ou cellulaire, dont la figure 1b est une coupe selon AA.
La poche souple 1 en matière plastique souple présente deux compartiments 2 et 3 séparés par un filtre 4 fixé en position sagittale. La poche souple 1 peut être similaire à une poche de sang, et le filtre 4 présente un pourtour 7 qui est soudé pour positionner le filtre 4 en position sagittale dans la poche 1.
La taille des mailles du filtre 4 est fonction de l'application dévolue au dispositif. L'introduction, le renouvellement et la circulation des fluides ou du matériel biologique à l'intérieur du dispositif, sont réalisés au travers d'embouts d'accès d'entrée 5 et de sortie 6 ouvrant sur chacun des compartiments 2 et 3 de la poche. Le système est ainsi intégrable à un équipement ou à un circuit conventionnel. L'étanchéité du dispositif autorise son immersion complète dans un milieu liquide (régulation thermique), ainsi qu'une aseptie.
L'invention s'applique à la dissociation tissulaire, par exemple extraction d'îlot de Langerhans avec dans ce cas un maillage du filtre compris entre 50 μm et 600 μm ou bien à une utilisation pour des réactions biologiques par exemple culture cellulaire, co-culture, ou bien encore ingénierie tissulaire ou bien en tant que dispositif de lavage de tissus ou de suspensions cellulaires, sans nécessiter de centrifuger la suspension cellulaire, avec notamment dans le cas de cultures cellulaires ou de lavage de suspensions cellulaires, une taille de filtre n'autorisant que le passage d'un liquide acellulaire (sans cellules).

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé d'utilisation d'un bioéacteur à double compartiment, qui comporte une poche souple (1) ayant deux compartiments (2, 3) séparés par un filtre (4), ainsi qu'au moins une ouverture d'entrée (5) en communication avec un des compartiments (2) et au moins une ouverture de sortie (6) en communication avec l'autre compartiment (3) comportant sa mise en place dans un appareillage de traitement biologique notamment de lavage ou de transformation d'un produit tissulaire ou cellulaire, caractérisé en ce qu'il met en œuvre, pour une dissociation tissulaire, l'utilisation dudit bioréacteur en tant que chambre de digestion et un malaxage manuel de la poche souple pour dissocier les tissus au cours d'une étape de digestion au cours de laquelle une solution de digestion contenant de la collagénase circule entre des ouvertures d'entrée (5) et de sortie de la poche (6).
2) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la dissociation tissulaire est le tri d'îlots de Langerhans et en ce que le malaxage sépare les îlots de Langerhans.
3) Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le filtre (4) a un maiilage compris entre 50μm et 600μm adapté au tri d'îlots de Langerhans
4) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le filtre a une taille de pores n'autorisant que le passage d'un liquide sans cellules, adapté notamment à une culture cellulaire ou à un procédé de lavage de suspensions cellulaires.
5) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la poche est utilisée pour des réactions biologiques telles que culture cellulaire, co-culture, ou bien ingénierie cellulaire.
6) Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la poche est utilisée en tant que dispositif de lavage en biologie, sans nécessiter de centrifuger la suspension cellulaire.
7) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des compartiments présente à la fois une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie.
EP09765987A 2008-05-26 2009-05-13 Procédé d' utilisation d' un bioréacteur à double compartiment Withdrawn EP2297296A2 (fr)

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