iPS細胞の培養は可能なのか?「灌流(かんりゅう)」とは、「絶え間なく注ぎ続ける」といった意味合いを持つ言葉です。灌流培養とは、新しい培地を常に供給しながら、古い培地を除去する培養方法を指します。iPS細胞などの幹細胞から各種臓器の細胞に分化誘導する技術を応用し、生体模倣システムの構築を試みる再生医療研究事業においても、この灌流培養が取り入れられています。灌流培養の利点と課題、灌流培養を可能にする送液システムの一例などを、サンプラテックの「iP-TECR」製品と併せてご紹介します。システムでのiPS細胞培養実験(iP-TEC®と京都大学CiRAF様との共同研究)まとめ1.灌流培養とは灌流培養とは、培地を連続的に入れ替えつつ、培養を進める培養法です。細胞の培養では作業中、細胞の生育しやすい環境を維持する必要があります。灌流細胞は培養中に新鮮な培地を足しつつ同量の古いものを抜き出し、培養槽の環境(栄養成分濃度や老廃物濃度など)を一定に維持することが特徴です。灌流培養と回分培養(バッチ培養)では、「培養開始後に栄養供給するか」が異なります。バッチ培養は開始時の培地を最後まで使用し、灌流細胞のように、途中段階での栄養供給を行いません。灌流培養と流加培養(フェドバッチ培養)の主な違いは、「栄養供給と合わせて、老廃物を抜き出すか」です。流加培養は生産培養の一般的な手法で、培地を培養中に供給して培地量を次第に増加させる方法です。灌流培養は、培地を供給するだけでなく、細胞を残存させながら培養液のみを抜き出し、培地量を一定に保つ方法となっています。バイオ医薬品の製造技術研究開発:国際基準に適合した次世代抗体医薬等の製造技術プロジェクト(前編)」3.灌流培養のニーズの高まり灌流培養の利点は多く、その注目度は徐々に高まりつつあります。上でも説明した通り、研究室レベルで言えば「培地交換が不要になる」ことで、培地交換の際のコンタミネーション(異物混入)リスクの解消など、作業者間での格差を考慮する必要がなくなります。手技による培地交換作業をなくすことができるため、夜間や休日の作業が解消されるのは大きなメリットでしょう。最近では、コロナ禍において研究者も自宅待機や出勤制限となることがありました。その際、実際に灌流培養装置の問合せが多くなった事例もあります。再生医療産業界においては、「いかにして治療用細胞の製造コストを下げていくか」といった課題があります。iPS細胞の作成に約3か月、費用にして約4,000万円かかるのが実情であり、このコストダウンが急務となっています。その領域において現在注目されている技術の1つが、灌流培養と閉鎖系培養を組み合わせた技術です。再生医療の産業化を実現するためには、コストをいかに下げるかが重要で、高コストは問題になります。高コストであると、その分治療費に跳ね返り、患者様に負担がかかることはもちろん、国にとっても医療費負担増大に繋がるため保険適用ができなくなる恐れがあります。コストを下げないと、再生医療は多くの人が享受できるものではなくなり、再生医療の活発な産業化の実現が難しくなる要因にもつながるのです。製造コストを下げるためには、高価で大きな設備が不要で細胞の培養に要する人的コストも最小限に抑えることできる技術が必要になります。発展途中の技術であり、細胞培養のプロトコルが少ないなどの課題もありますが期待値は非常に高くなっています。最適な送液システムとして、まずは以下のような要件が必要となってきます。iP-TEC(R)灌流アタッチメント用」は、流量を0.1~2,000μL/minの範囲で調整可能なほか、流量や時間の設定・制御も可能です。培養容器に新しい培地を入れ、古い培地を出す構造も必要です。残念ながら一般的に使用されている培養容器にはそのような構造はありません。灌流培養専用の培養容器もほとんど市販されていないのが実情です。そこで、一般的な容器でも灌流培養を可能にする「アタッチメント」というものがあります。サンプラテックの「iP-TECR」では、灌流培養を想定したポート付の培養容器の市販を始めました。詳しくは、灌流アタッチメントのページをご覧ください。ユニットによるiPS細胞の培養」をテーマに、細胞の製造コスト削減に向けて、引き続き研究中です。ポスター発表をさせていただきました。システムなどの開発品によって「製造コスト」「安定品質」といった課題の解決を目指しています。今後も、難病治療や再生医療に対応できる病院やクリニックが増加する未来を目指し、開発を進めてまいります。