JP2022521852A - 細胞培養システムおよびその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、そのそれぞれの内容が、参照することによって組み込まれる、2019年4月3日に出願された、米国仮特許出願第62/828,696号の利益および優先権を主張する。
細胞培養装置のアーキテクチャ
(実施例)
ある実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、細胞培養プロトコルを決定する際の使用のために、公的データベースからデータを引き出す。任意の好適な公的データベースが、1つ以上の細胞培養プロトコルに関するデータを備え、本発明のシステムは、細胞培養プロトコルデータを受信するために、データベースに接続してもよい。例えば、本発明は、AmirkiaおよびQiubao, Cell-culture Database: Literature-based reference tool for human and mammalian experimentally based cell culture applications; Bioinformation, 2012; 8(5): 237-238(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるCell-culture Databaseからデータを引き出してもよい。Cell-culture Databaseは、http://cell-lines.toku-e.comにおいて公的に利用可能であり、細胞のために最も効果的な培地、補足物質、および抗生物質を選定し、選択および形質移入実験のための抗生物質の濃度および組み合わせを決定し、着目細胞株または着目プラスミドまたはベクターに関連する文献を検索するために有用である。Cell-culture Databaseを使用するために、細胞株、プラスミド、またはベクターの名称が、検索ボックス内に打ち込まれ、関連するデータが、閲覧される。データベースは、当該細胞を成長させるために使用された他の培地等、同一の細胞株またはプラスミドを使用した他の実験についての情報を提供する。
ある実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、細胞培養プロトコルを決定する際の使用のために、内部データベースからデータを引き出す。内部データベースは、実験室設定において以前に使用された細胞培養プロトコルに関する情報を含んでもよい。例えば、データベースは、細胞装置設置から取得された情報および実験ノートからの情報を含んでもよい。内部データベース内の情報は、培養の間に使用される細胞タイプ、培地タイプ、pH、温度、培養ステップの持続時間、および流体流率等の細胞培養プロトコルに関する任意の関連する情報を含んでもよい。
ある実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、細胞培養プロトコルを決定する際の使用のために、データベースの組み合わせからデータを引き出す。データベースは、1つ以上の細胞培養プロトコルを備える、任意の好適なデータベースであってもよい。例えば、データベースは、公的に利用可能なデータベースの組み合わせであってもよい。別の実施例では、データベースは、公的に利用可能なデータベースおよび内部データベースの組み合わせであってもよい。
ある実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、細胞培養プロトコルを決定する際の使用のために、1つ以上のデータベースからデータを引き出し、また、センサからのフィードバックデータを含む。フィードバックデータは、細胞培養手順の条件を監視する複数のセンサからのデータを含む。
ある実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、ユーザ定義パラメータに基づいて、細胞培養手順を最適化するために使用されてもよい。ある場合には、ユーザ定義パラメータは、pH、濁度(細胞増殖を反映する)、グルコース、乳酸、または細胞健常性または同一性の任意の他の測定値から選択される。ユーザは、所望のパラメータを入力し、本システムに細胞およびベース培地を装填するであろう。本発明の方法は、次いで、パラメータのユーザ定義セットを維持するために、本システムにおける細胞培養手順を自己最適化するために使用される。そのような実施例では、本発明の方法およびシステムは、細胞培養プロセスの間に少なくとも1回、着目パラメータまたは複数のパラメータのレベルを感知する。随意に、着目パラメータは、細胞培養プロセス全体を通して複数回感知されてもよい。
(参照による組み込み)
均等物
Claims (39)
- 細胞培養を監視および制御するためのシステムであって、前記システムは、
コントローラと動作可能に関連付けられる細胞培養装置であって、前記コントローラは、メモリに結合されるハードウェアプロセッサを備え、前記メモリは、命令を含有し、前記命令は、前記コントローラに、
培養されるべき細胞と関連付けられるデータを受信することと、
細胞培養プロトコルデータを受信するために、1つ以上のデータベースに接続することと、
前記培養されるべき細胞に関する細胞培養プロトコルを決定することと
を行わせるように、プロセッサによって実行可能である、細胞培養装置
を備える、システム。 - 前記コントローラは、統合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラは、分散される、請求項1に記載のシステム。
- 前記細胞培養装置は、単回使用細胞培養装置である、請求項1に記載のシステム。
- 前記細胞培養装置は、前記細胞に関するデータを提供するために、前記コントローラに通信可能に結合される1つ以上のセンサを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つ以上のセンサは、単回使用センサである、請求項5に記載のシステム。
- 前記コントローラはさらに、細胞培養の間の前記1つ以上のセンサからのフィードバックに基づいて、前記細胞培養プロトコルを更新するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記フィードバックは、pH、グルコース濃度、乳酸濃度、溶解酸素、総バイオマス、細胞直径、温度、細胞タイプ、培地タイプ、および流体流率のうちの少なくとも1つと関連付けられる、請求項7に記載のシステム。
- 前記1つ以上のデータベースは、前記システムによって以前に開発された1つ以上の細胞培養プロトコルを備えるデータベースである、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つ以上のデータベースは、1つ以上の細胞培養プロトコルを備える公的に利用可能なデータベースである、請求項1に記載のシステム。
- 前記決定された細胞培養プロトコルは、培養されるべき細胞と関連付けられる前記受信されたデータに基づいて、個人化される、請求項1に記載のシステム。
- 細胞培養プロトコルを決定する方法であって、
培養されるべき細胞と関連付けられるデータを受信することと、
細胞培養プロトコルについてのデータを受信するために、1つ以上のデータベースに接続することと、
前記培養されるべき細胞に関する細胞培養プロトコルを決定することと
を含む、方法。 - 細胞培養の間のフィードバックに基づいて、前記細胞培養プロトコルを更新することをさらに含み、前記フィードバックは、細胞培養装置上に配置され、コントローラと通信可能に結合される、1つ以上のセンサからのものである、請求項12に記載の方法。
- 前記フィードバックは、pH、グルコース濃度、乳酸濃度、溶解酸素、総バイオマス、細胞直径、温度、細胞タイプ、培地タイプ、および流体流率のうちの少なくとも1つと関連付けられる、請求項13に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータベースは、細胞培養を監視および制御するためのシステムによって以前に開発された1つ以上の細胞培養プロトコルを備えるデータベースである、請求項12に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータベースは、1つ以上の細胞培養プロトコルを備える公的に利用可能なデータベースである、請求項12に記載の方法。
- 前記決定された細胞培養プロトコルは、培養されるべき細胞と関連付けられる前記受信されたデータに基づいて、個人化および最適化される、請求項12に記載の方法。
- 前記決定された細胞培養プロトコルを報告することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 報告することは、あるレベルが規定された範囲外に該当するときにアラートを提供することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記アラートは、電子メールアラート、音声アラート、テキストアラート、またはそれらの組み合わせを備える、請求項19に記載の方法。
- あるレベルは、pHレベル、溶解酸素レベル、総バイオマスレベル、細胞直径レベル、または温度レベルを備える、請求項19に記載の方法。
- 報告することはさらに、監視情報をユーザに提供することを含む、請求項18に記載の方法。
- 監視情報は、pH、溶解酸素、総バイオマス、細胞直径、および温度のプロファイルを備える、請求項22に記載の方法。
- 前記細胞培養プロトコルを決定することはさらに、前記培養プロセスを終了すること、さらなる試薬の使用を停止すること、前記ユーザにアラートすること、または前記システムをシャットダウンすることを決定することを含む、請求項12に記載の方法。
- 個人化された細胞培養プロトコルを決定する方法であって、
ヒト対象に関する培養されるべき細胞と関連付けられるデータを受信することと、
細胞培養プロトコルについてのデータを受信するために、1つ以上のデータベースに接続することと、
前記ヒト対象に関する培養されるべき細胞に関する個人化された細胞培養プロトコルを決定することと
を含む、方法。 - 細胞培養の間のフィードバックに基づいて、前記個人化された細胞培養プロトコルを更新することをさらに含み、前記フィードバックは、細胞培養装置上に配置され、コントローラと通信可能に結合される、1つ以上のセンサからのものである、請求項25に記載の方法。
- 前記フィードバックは、pH、グルコース濃度、乳酸濃度、溶解酸素、総バイオマス、細胞直径、温度、細胞タイプ、培地タイプ、および流体流率のうちの少なくとも1つと関連付けられる、請求項26に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータベースは、細胞培養を監視および制御するためのシステムによって以前に開発された1つ以上の細胞培養プロトコルを備えるデータベースである、請求項25に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータベースは、1つ以上の細胞培養プロトコルを備える公的に利用可能なデータベースである、請求項25に記載の方法。
- 前記決定された個人化された細胞培養プロトコルは、前記ヒト対象に関する培養されるべき細胞と関連付けられる前記受信されたデータに基づいて、個人化される、請求項25に記載の方法。
- 前記決定された個人化された細胞培養プロトコルを報告することをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 細胞培養プロトコルを最適化する方法であって、
培養されるべき細胞と関連付けられるデータを受信することと、
ユーザ定義パラメータを細胞培養の間に維持されるべきレベルに設定することと、
細胞培養プロトコルを実装することと、
細胞培養の間に前記ユーザ定義パラメータのレベルを測定することと、
前記ユーザ定義パラメータのレベルを維持するために、細胞培養条件を変更するかどうかを決定することによって、前記細胞培養プロトコルを最適化することと
を含む、方法。 - 前記細胞培養プロトコルの間に前記パラメータのレベルを周期的に測定することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
- 前記ユーザ定義パラメータは、pH、濁度、グルコース濃度、乳酸濃度、細胞健常性または同一性の他の測定値、またはそれらの組み合わせを備える、請求項32に記載の方法。
- 細胞培養条件を変更することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
- 細胞培養条件を変更することは、グルコース濃度または乳酸濃度を変更するために、培地の流率を操作することを含む、請求項35に記載の方法。
- 細胞培養条件を変更することは、補足物質を添加することを含む、請求項35に記載の方法。
- 補足物質は、サイトカイン、成長因子、および血清を備える、請求項37に記載の方法。
- データベース内に前記最適化された細胞プロトコルを記憶することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
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