Esosomi prodotti in bioreattori / Exosomes Produced in Bioreactors
Esosomi prodotti in bioreattori / Exosomes Produced in Bioreactors
Dr. Escobar: Gli esosomi, spesso definiti come un tipo di terapia senza cellule, sono piccole vescicole extracellulari (EV) di dimensioni comprese tra 30 e 150 nm che vengono rilasciate dalle cellule e contengono una varietà di molecole bioattive (come proteine, lipidi, acidi nucleici e metaboliti). La composizione degli esosomi può variare in base a vari fattori, tra cui il tipo di cellula, lo stato fisiologico della cellula e le influenze ambientali (come stress e attivazione cellulare, condizioni patologiche e interventi terapeutici). Sebbene gli esosomi fossero inizialmente considerati prodotti di scarto cellulare, ricerche successive hanno rivelato che gli esosomi svolgono diversi ruoli importanti nella comunicazione intercellulare ed in diversi processi fisiologici e patologici come la rigenerazione dei tessuti, la regolazione immunitaria e la comunicazione intercellulare. Inoltre, possono essere utilizzati come agenti terapeutici ingegnerizzandoli o caricandoli con carichi specifici (come proteine, farmaci e acidi nucleici), rendendoli ideali per applicazioni di medicina rigenerativa e di somministrazione di farmaci. È importante dire che, sebbene gli esosomi abbiano il potenziale per superare i limiti associati alle terapie cellulari, la ricerca in corso dovrebbe aiutare a scoprire il loro pieno potenziale terapeutico.
D: In che modo i bioreattori facilitano la produzione su larga scala di esosomi?
Dr. Escobar: I bioreattori svolgono un ruolo chiave offrendo un ambiente controllato in condizioni specifiche (tra cui pH, temperatura, disponibilità di nutrienti e apporto di ossigeno) in cui le cellule (cellule staminali mesenchimali tra gli altri tipi di cellule) si espandono in condizioni ottimali e producono un rendimento elevato dei prodotti desiderati come gli esosomi. L'ottimizzazione dei supporti è un'altra area in cui il bioreattore può aiutare a personalizzare la composizione della coltura cellulare monitorando e regolando con precisione i componenti (come glucosio, amminoacidi e fattori essenziali) necessari affinché le cellule producano in modo efficiente esosomi. Inoltre, per produrre un gran numero di esosomi necessari per sperimentazioni cliniche e scopi terapeutici, i bioreattori consentono la scalabilità fornendo una resa maggiore per volume rispetto ai metodi di coltivazione tradizionali come fiaschi o bioreattori a movimento oscillante. In termini di monitoraggio e controllo del processo, il monitoraggio in tempo reale è essenziale per ottimizzare le condizioni della coltura cellulare ed una produzione coerente di esosomi. Ciò è possibile perché i bioreattori sono dotati di sensori. I sensori possono monitorare l’idoneità delle cellule durante il processo di produzione ed i sistemi controllati automatizzati possono regolare vari parametri (pH, temperatura o apporto di nutrienti) sulla base dei dati monitorati. Come puoi vedere, fornendo il controllo sul processo di aumento di scala, è possibile migliorare significativamente la produzione di esosomi su larga scala.
D: Cosa offre Eppendorf ai ricercatori ed al personale di laboratorio per le loro esigenze di colture cellulari riguardanti gli esosomi?
Dr. Escobar : Per Eppendorf il successo dei nostri clienti è molto importante. In questo senso, la nostra azienda fornisce soluzioni nei processi a monte ed a valle, supportando i nostri clienti in vari aspetti della produzione di esosomi ed aiutandoli a studiare ed utilizzare queste affascinanti vescicole extracellulari per varie applicazioni in campo medico e di ricerca. Eppendorf offre note applicative sviluppate internamente che aggiungono un valore significativo alle nostre soluzioni, fungendo da risorse chiave per i clienti della nostra azienda, fornendo protocolli dettagliati e migliori pratiche ed offrendo approfondimenti su configurazioni sperimentali, suggerimenti per la risoluzione dei problemi e metodi di analisi dei dati, potenziando i nostri clienti ad ottimizzare i propri flussi di lavoro, risparmiare tempo ed ottenere risultati più affidabili.
La nostra forza principale risiede nelle soluzioni di bioreattori per lavorazioni su piccola scala e su scala da banco. Ciò è particolarmente importante per le terapie cellulari sviluppate in piccoli volumi dove la precisione è fondamentale. Da oltre un decennio forniamo anche bioreattori monouso a pareti rigide BioBLU, che rappresentano un punto di svolta per il mercato, consentendo ai nostri clienti di coltivare cellule di alta qualità in soluzioni monouso con il progetto collaudato dei tradizionali bioreattori agitati. Le nostre soluzioni coprono la gamma di volumi perfetta se pensiamo alle attuali applicazioni di terapia cellulare e genica.
ENGLISH
Interview with Jorge Escobar, PhD, Senior Research Scientist, Eppendorf.
Q: What are exosomes? What role do they play as potential substitutes for cell therapy?
Dr. Escobar: Exosomes, often referred to as a type of cell-free therapy, are small extracellular vesicles (EVs) ranging in size between 30 and 150 nm that are released by cells and contain a variety of bioactive molecules (such as proteins, lipids, nucleic acids, and metabolites). The composition of exosomes can vary depending on various factors, including cell type, physiological state of the cell, and environmental influences (such as cell stress and activation, pathological conditions, and therapeutic interventions). Although exosomes were initially considered cell waste products, subsequent research revealed that exosomes play several important roles in intercellular communication and several physiological and pathological processes such as tissue regeneration, immune regulation, and intercellular communication. In addition, they can be used as therapeutic agents by engineering or loading them with specific cargo (such as proteins, drugs, and nucleic acids), making them ideal for regenerative medicine and drug delivery applications. It is important to say that although exosomes have the potential to overcome the limitations associated with cell-based therapies, ongoing research should help to uncover their full therapeutic potential.
Q: How do bioreactors facilitate the large-scale production of exosomes?
Dr. Escobar: Bioreactors play a key role by offering a controlled environment under specific conditions (including pH, temperature, nutrient availability, and oxygen supply) where cells (mesenchymal stem cells among other cell types) expand under optimal conditions and produce a high yield of desired products such as exosomes. Media optimization is another area where the bioreactor can help to customize cell culture composition by precisely monitoring and adjusting components (such as glucose, amino acids, and essential factors) required for cells to efficiently produce exosomes. Also, to produce a large number of exosomes required for clinical trials and therapeutics purposes, bioreactors allow for scalability by providing a larger yield per volume compared to traditional cultivation methods such as flasks or rocking motion bioreactors. In terms of process monitoring and control, real-time monitoring is essential to optimize cell culture conditions and consistent exosome production. This is possible because bioreactors are equipped with sensors. The senors can track the cell fitness during the production process, and automated controlled systems can adjust various parameters (pH, temperature, or nutrient supply) based on monitored data. As you can see, by providing control over the scale-up process, it is possible to significantly improve large-scale exosome production.
Q: What does Eppendorf bring to the table for researchers and laboratory personnel for their cell culture needs concerning exosomes?
Dr. Escobar: The success of our customers is very important to Eppendorf. In this sense, our company provides solutions in upstream and downstream processes, supporting our customers in various aspects of exosome production and helping them to study and use these fascinating extracellular vesicles for various applications in research and medical fields. Eppendorf offers in-house-developed application notes that add significant value to our solutions, serving as key resources for our company’s customers, providing detailed protocols and best practices, and offering insights into experimental setups, troubleshooting tips, and data analysis methods, empowering our customers to optimize their workflows, save time, and achieve more reliable results.
Our core strength lies in bioreactor solutions for small and bench-scale processing. This is especially important for cell therapies that are developed in small volumes where precision is key. For well over a decade, we have also provided BioBLU single-use rigid-wall bioreactors, which are a game changer to the market, enabling our customers to grow high-quality cells in single-use solutions with the proven design of traditional stirred bioreactors. Our solutions cover the perfect volume range when we think of current cell and gene therapy applications.
Da:
https://www.genengnews.com/sponsored/exosomes-produced-in-bioreactors/
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