Se ha desarrollado un revolucionario biorreactor inteligente a gran escala con sensores multivariables y electrónica completamente integrados de forma inalámbrica para abordar los desafíos enfrentados en la fabricación reproducible y rentable de células madre. Los biorreactores tradicionales de bolsas de células de un solo uso con sensores rígidos y de un solo punto tienen limitaciones en precisión y escalabilidad para la fabricación de células de alta calidad. En respuesta a esto, se ha introducido un sistema escalable que incluye una matriz de sensores de película delgada sin etiqueta integrada con electrónica y una bolsa de células flexible para monitoreo inalámbrico en tiempo real de la cultura.
El sistema de biorreactor inteligente permite la detección espacial múltiple para la evaluación continua de propiedades de la cultura como pH, oxígeno disuelto, glucosa y temperatura. Esto permite retroalimentación en tiempo real durante hasta 30 días, garantizando un monitoreo preciso de las variaciones dinámicas en el tiempo y el espacio de las células madre y las células mioblastos. El sistema está diseñado para adaptarse a portadores ajustables desde un plato de plástico hasta una bolsa de células de 2 litros, lo que lo hace versátil para diversas aplicaciones en la fabricación de células de ingeniería a gran escala, de bajo costo, reproducibles y de alta calidad para uso clínico.
La aparición de la medicina personalizada, impulsada por el potencial de las células madre, está transformando las estrategias de tratamiento para personas que luchan con trastornos neurodegenerativos y genéticos previamente intratables. Las células madre, en particular las células madre mesenquimales primarias, han mostrado promesas como herramientas terapéuticas debido a sus capacidades regenerativas y pluripotencia. Sin embargo, la falta de una plataforma de fabricación confiable que pueda producir de manera consistente células madre de grado clínico mientras mantiene sus características esenciales ha sido un obstáculo significativo.
Se ha identificado el monitoreo continuo de la cultura celular como un factor crítico para garantizar la calidad y reproducibilidad de la fabricación de células madre. El monitoreo de parámetros como pH, temperatura y niveles de oxígeno es crucial para mantener la fisiología y el crecimiento celular óptimo. Las técnicas de monitoreo existentes tienen limitaciones para proporcionar datos completos y en tiempo real, especialmente en escenarios de producción a gran escala.
Para abordar estos desafíos, se ha desarrollado un sistema de biorreactor inteligente a gran escala con sensores multivariables y electrónica integrada de forma inalámbrica para el monitoreo in situ a largo plazo de la cultura de células madre. El sistema aprovecha la tecnología avanzada de sensores para proporcionar mediciones precisas y confiables de los parámetros clave de la cultura mientras mantiene la flexibilidad e integridad de la bolsa de células. Esta solución innovadora permite el monitoreo continuo de las condiciones de la cultura celular en tiempo real, mejorando la reproducibilidad y calidad de los procesos de fabricación de células madre.
Fuente: https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adk6714
