JP2016529897A - オートメーション化された細胞培養システム及び方法 - Google Patents
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-
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-
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Abstract
Description
本発明は、国立衛生研究所(the National Institutes of Health)により与えられたR44 GM087784及びR01 HL109505に基づく行政サポートを用いてなされた。行政は、本発明において一定の権利を有する。
本出願は、2013年8月12日に提出された米国仮特許出願番号第61/864,993号についての優先権を主張し、該出願の内容は、その全体が参照することによって本明細書中に組み込まれる。
ヒト線維芽細胞を多能性細胞へ初期化する可能性は、無制限な数の患者特異的多能性幹細胞を用いた個別の医療の機会を広げた。実際に、「培養皿における疾患(Disease in a Dish)」コンセプトを発展させることが、現実に近づきつつある。
1の態様では、並進可能な(translatable)ベッド及び可動マルチチャネルピペット(movable multi-channel pipette)等のロボット液体処理システムを用いて幹細胞を培養するためのオートメーション化された方法である。該方法は、第1マルチウェル細胞培養プレート(multi-well cell culture plate)及びマルチトラフプレート(multi-trough plate)をベッドに配置するステップ、幹細胞の懸濁液を前記マルチトラフプレートの少なくとも1のトラフ(trough)に配置するステップ、前記第1マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも2の前記ウェルが異なる密度の幹細胞を有するように、前記マルチチャネルピペットを用いて、前記第1マルチウェル細胞培養プレートのそれぞれのウェルに幹細胞の前記懸濁液の一部を移動させるステップ、望ましい密度の幹細胞を有する前記第1マルチウェル細胞培養プレートのウェルを選択するステップ、第2マルチウェル細胞培養プレートを前記ベッドに配置するステップ、及び、前記マルチチャネルピペットを用いて、前記選択されたウェルの前記細胞を前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させるステップ、を含む。
本明細書中に記載された実施態様は、添付された図面と併用して本明細書中に提示された詳細な記述を参照することによって、より良く理解され、かつ評価され得る。
いかなる実施態様を本明細書中において詳細に説明する前にも、しかしながら、実施態様は、以下の記載において説明され、以下の図面において示され、又は実施例によって実証される構造の詳細及び方法の構成要素の配置への適用において限定されないことは理解される必要がある。かかる記載、図面、及び実施例は、添付された特許請求の範囲において説明される通り、本明細書中に記載された方法の実施態様の範囲を限定することを意図するものではない。他の実施態様は、様々な他の方法において実践され又は実行され得る。
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Claims (34)
- 並進可能なベッド及び可動マルチチャネルピペットを含むロボット液体処理システムを用いて幹細胞を培養するためのオートメーション化された方法であって、該方法が、
第1マルチウェル細胞培養プレート及びマルチトラフプレートをベッドに配置するステップ、
幹細胞の懸濁液を前記マルチトラフプレートの少なくとも1のトラフに配置するステップ、
前記第1マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも2のウェルが異なる密度の幹細胞を有するように、前記マルチチャネルピペットを用いて、前記第1マルチウェル細胞培養プレートの各前記ウェルに幹細胞の前記懸濁液の一部を移動させるステップ、
望ましい密度の幹細胞を有する前記第1マルチウェル細胞培養プレートのウェルを選択するステップ、
第2マルチウェル細胞培養プレートを前記ベッドに配置するステップ、及び、
前記マルチチャネルピペットを用いて、前記選択されたウェルの前記細胞を前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させるステップ
を含む、方法。 - 幹細胞の懸濁液を前記マルチトラフプレートの少なくとも1のトラフに配置することが、前記ロボット液体処理システムの前記ベッドを並進させて前記マルチトラフプレートにおいて幹細胞の前記懸濁液を混合することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記選択されたウェルの前記細胞を前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させることが、酵素的方法及び化学的方法のうちの1つを用いて前記第1マルチウェル細胞培養プレートから前記幹細胞を分離することを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記選択されたウェルの前記細胞を前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させることが、前記マルチチャネルピペットの複数のピペットチップが前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数の前記ウェルの側壁に隣接するように、前記マルチチャネルピペットを案内することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 前記マルチチャネルピペットを案内することが、少なくとも1マイクロメータの精密さをともなって前記マルチチャネルピペットを案内することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ベッドに前記第2マルチウェル細胞培養プレートを配置することが、加熱された、傾斜したアダプターに前記第2マルチウェル細胞培養プレートを配置することを含み、前記加熱された、傾斜したアダプターが前記ベッド上に位置する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記加熱された、傾斜したアダプターが、約10°の角度で傾斜している、請求項6に記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおいて幹細胞の密度を決定すること、及び前記密度が所定のレベルよりも大きい場合に、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルの前記幹細胞を分配することを更に含む、請求項6又は7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおいて幹細胞の密度を決定することが、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおける前記幹細胞を、培養された幹細胞の複数の画像と比較して、密度を決定することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおいて幹細胞をフィーディングすることを更に含み、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおいて幹細胞をフィーディングすることが、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルから細胞培養培地を除くこと及び前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルに新たな細胞培養培地を加えることを含む、請求項6〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルから細胞培養培地を除くことが、前記マルチチャネルピペットの複数のピペットチップが前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数の前記ウェルの最も低い位置に又はその近くに配置されるように、前記マルチチャネルピペットを案内することを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記マルチウェルプレートが24ウェルプレート、48ウェルプレート、及び96ウェルプレートのうちの1つである、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記第1及び第2マルチウェル細胞培養プレートの前記ウェルが、細胞外マトリックス物質で被覆されている、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記幹細胞が多能性幹細胞である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 多能性について前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記幹細胞を検査することを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートのそれぞれの前記ウェルが、0.3及び0.4平方センチメートルの間の底面積を有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートのそれぞれの前記ウェルの底面が、0.56及び0.64の間の、面積に対する外周の比率を有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
- 先行する請求項のいずれかに記載の幹細胞を分化させるためのオートメーション化された方法であって、該方法が、化合物及び遺伝子のうちの少なくとも1つを、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1の前記ウェルに加えて、分化を誘導することを含む、方法。
- 化合物及び遺伝子のうちの前記少なくとも1つが、心筋細胞への前記幹細胞の分化を誘導する、請求項18に記載の方法。
- 幹細胞を培養するためのオートメーション化されたシステムであって、前記システムが、
並進可能なベッド及び可動マルチチャネルピペットを含むロボット液体処理システムを含み、前記ベッドが、第1マルチウェル細胞培養プレート、第2マルチウェル細胞培養プレート、及びその上に配置されたマルチトラフプレートを有し、かつ、
前記システムが、前記ロボット液体処理システムと通信するコントローラを含み、
前記コントローラが、
前記マルチトラフプレートの少なくとも1のトラフに幹細胞の懸濁液を配置し、
前記第1マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも2のウェルが異なる密度の幹細胞を有するように、前記マルチチャネルピペットを用いて、幹細胞の前記懸濁液の一部を前記第1マルチウェル細胞培養プレートの各前記ウェルに移動させ、
ユーザ入力を得て、望ましい密度の幹細胞を有する前記第1マルチウェル細胞培養プレートのウェルを選択し、かつ、
前記マルチチャネルピペットを用いて、前記選択されたウェルの前記細胞を、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させるように構成されている、システム。 - 前記マルチトラフプレートの少なくとも1のトラフに幹細胞の懸濁液を配置するための前記コントローラが、前記ロボット液体処理システムの前記ベッドを並進させて、前記マルチトラフプレートにおいて幹細胞の前記懸濁液を混合するように更に構成されている、請求項20に記載のシステム。
- 前記選択されたウェルの前記細胞を、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させるための前記コントローラが、酵素的方法及び化学的方法のうちの1つを用いて前記第1マルチウェル細胞培養プレートから前記幹細胞を分離するように更に構成されている、請求項20〜21のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記選択されたウェルの前記細胞を、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数のウェルに移動させるための前記コントローラが、前記マルチチャネルピペットの複数のピペットチップが前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数の前記ウェルの側壁に隣接するように、前記マルチチャネルピペットを案内するように更に構成されている、請求項22に記載のシステム。
- 前記マルチチャネルピペットを案内するための前記コントローラが、少なくとも1マイクロメータの精密さをともなって前記マルチチャネルピペットを案内するように更に構成されている、請求項23に記載のシステム。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートを前記ベッドに配置するための前記コントローラが、前記第2マルチウェル細胞培養プレートを加熱された、傾斜したアダプターに配置し、前記加熱された、傾斜したアダプターが前記ベッド上に位置するように更に構成されている、請求項20〜24のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記加熱された、傾斜したアダプターが、約10°の角度で傾斜している、請求項25に記載のシステム。
- 前記コントローラが、ユーザ入力を得て、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおける幹細胞の密度を決定し、前記密度が所定のレベルよりも大きい場合に、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルの前記幹細胞を分配するように更に構成されている、請求項25〜26のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記コントローラが、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの少なくとも1のウェルにおいて前記幹細胞をフィーディングするように更に構成されており、前記幹細胞をフィーディングするために、前記コントローラが前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルから細胞培養培地を除き、かつ、前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルに新たな細胞培養培地を加えるように構成されている、請求項25〜27のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートの前記少なくとも1のウェルから細胞培養培地を除くために、前記コントローラが、前記マルチチャネルピペットの複数のピペットチップが前記第2マルチウェル細胞培養プレートの複数の前記ウェルの最も低い位置又はその近くに配置されるように、前記マルチチャネルピペットを案内するように更に構成されている、請求項28に記載のシステム。
- 前記マルチウェルプレートが、24ウェルプレート、48ウェルプレート、及び96ウェルプレートのうちの1つである、請求項20〜29のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1及び第2マルチウェル細胞培養プレートの前記ウェルが細胞外マトリックス物質で被覆されている、請求項20〜30のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記幹細胞が多能性幹細胞である、請求項20〜31のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートのそれぞれの前記ウェルが、0.3及び0.4平方センチメートルの間の底面積を有する、請求項20〜32のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2マルチウェル細胞培養プレートのそれぞれの前記ウェルの底面が、0.56及び0.64の間の、面積に対する外周の比率を有する、請求項20〜33のいずれか1項に記載のシステム。
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