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05/28 2024

05/28 2024

環球生技月刊報導|胞外體學會/ 圖爾思/ 工研院 揭秘胞外體製造「眉角」胞外體前景看翹!

5 月28 日,由圖爾思生技及台灣胞外體學會共同舉辦的主題研討會「疾泌- 發掘胞外體的潛在力量」中,邀請臺灣大學植物病理與微生物學系教授沈湯龍、工研院生醫所研究員劉振凰和謝惠珠,以及圖爾思的代表,分享了胞外體的研究歷史和應用,展現了這項細胞材料在醫療領域的強大潛力。

台灣胞外體學會理事長周涵怡首先致詞表示,胞外體是近年在經科學強力研究下,有望快速產生臨床或美容應用的領域,現在也是胞外體相關研究和應用正要起飛的時刻。

圖爾思董事長楊志偉表示, 胞外體相關應用的市場持續成長,2023 年全球市場達2.3 億美元,2028 年可望達到13 億美元,全球也有140 個胞外體相關產品正在臨床階段或已經進入臨床。

楊志偉分享,圖爾思擅長生命科學的基因、蛋白質、代謝物的分析與鑑定,這兩年投入外泌體的品質控管與內容物的分析服務,期待與產學界持續探索這項藍海領域。


奈米大小胞外體盼成疾病診斷、治療新星

臺大植微系教授,也是台灣胞外體學會創會前理事長的沈湯龍,首先詳細介紹了胞外體的發現過程。他表示,外泌體為生物細胞自然產生的囊泡,具雙層磷脂質,大小為約為30-150 奈米。

沈湯龍表示,約1980 年代,科學家首次以Exosome 來描述這項細胞外囊泡(ExtracellularVesicles),且發現其宛如細胞的「垃圾袋」,幫忙打包細胞內的廢物。直到2007 年,瑞典科學家發現胞外體會在癌細胞之間,用以傳遞mRNA、miRNA 等核酸物質。隨後科學家逐步確定生物細胞會透胞外體與細胞外環境聯繫、作為彼此溝通的「語言」。

沈湯龍團隊自身的研究也發現,胞外體會幫助癌轉移的器官趨向性,經由帶有不同細胞附著因子(Integrin),能將胞外體導航到特定組織或器官,改變該部位的環境而使癌細胞更容易存活。

他也簡介,胞外體可望成為生物標記、作為療法,或是成為藥物傳輸系統來搭載藥物,甚至直接成為能誘發免疫反應的疫苗。

不過,目前胞外體相關法規環境仍剛起步建構中,尤其人源外泌體應用規範在全球皆較嚴格,臺灣也甫於今年3 月公布,人源外泌體化粧品經個案審查通過後可開放使用。
 

胞外體核酸藏秘密!工研院開發高靈敏癌症分子監測

工研院劉振凰博士表示,液態生物檢體(Liquid Biopsy)在癌症應用的市場快速成長中,目前市面上的產品以偵測游離核酸(cfDNA) 為主,胞外體則是後起之秀。

以工研院在肺癌的循環腫瘤核酸(ctDNA) 檢測開發經驗而言,ctDNA 含量低到無法實際應用於復發監控或用藥策略選擇,此外,ctDNA 檢測也不適用所有癌症類型,並且無法即時反應腫瘤變化。

因此,工研院改為開發「多重循環核酸」檢測,藉由同時分析循環腫瘤核酸與胞外體核酸( 包含DNA 和多種RNA),能比僅檢測cfDNA 提高將近10 倍的檢測靈敏度。由於腫瘤胞外體源自腫瘤細胞無間斷的釋放,還能夠即時反應腫瘤變化。

工研院也開發了多重循環核酸的保存技術,確保全血樣品在常溫下,胞外體核酸超過14 天不被降解;以及開發多重循環核酸的純化技術,利用磁珠分離材料一次將所有核酸純化。

工研院自去年開始與臺大醫院新竹分院合作,進一步開發大腸癌高靈敏度分子檢測,用於早期轉移和復發監測,目前已有患者術後追蹤達6 個月。


建立細胞材料重點步驟:選擇來源、建細胞庫、凍存、品管

圖爾思生物科技儀器部業務專員李明駿,分享了在開發胞外體之初,如何建立起穩定的細胞材料。
李明駿表示,胞外體的用途和適應症,與其來源、培養方式等皆息息相關,例如不同組織來源間質幹細胞(MSC) 所產生的胞外體,或是不同免疫細胞產生的胞外體等,都可對應到不同適應症。而細胞培養過程中,包括培養方式為2D 或3D,或
培養時的養分補充、繼代、收穫方式等,都會影響到胞外體。
李明駿表示,細胞來源的選擇、培養條件優化、建立穩定細胞庫並定期更新、嚴格的細胞培養操作、測試和品質控制等,是開發細胞材料的重點。
「因此,在開發胞外體的細胞材料時,需先找出合適的親代細胞和穩定的細胞培養環境,進而建立細胞庫、找到凍存參數、分層凍存、品質管控、符合法規要求,即能製造出符合所需的細胞。」李明駿說。

他也詳細說明了以上步驟的細節,例如選定細胞來源時,若選用同種異體的初代細胞,則需確認最終產品的胞外體能否維持品質一致;源自誘導性多功能幹細胞(iPS)/ 胚胎幹細胞(ES)、株化細胞,就需進一步建立主細胞庫 (MCB) 及生產用細胞庫(WCB),且需定期確認體外培養細胞年齡(LIVCA)。

而圖爾思代理的Cytiva VIA Freeze 免液態氮程序降溫儀可以提供符合GMP 及21 CFR part11 的穩定降溫平台;Beckman Coulter 的Vi-CELL BLU細胞活性分析儀則可透過自動化的細胞計數,最大程度減少人為操作的誤差,以確保細胞凍管的一致性。
 

胞外體製備除了拚產率更要注意批次再現性

工研院謝惠珠博士表示,胞外體製劑開發充滿挑戰,從一開始細胞源的選擇、細胞前處理、細胞培養、胞外體純化到品質分析,每個環節都涉及到非常多而複雜的選項。不過,在此之前,最重要的是先決定適應症與胞外體的用途,才能選擇最適合的製備與分析方法。

謝惠珠舉例,製備方法包括以未經改造的天然細胞分泌胞外體;以細胞激素、生長因子、化合物或超音波等刺激細胞,促使細胞分泌更大量的胞外體;透過基因改造細胞,製造帶有特定表面蛋白或帶有特定mRNA 的胞外體;以及將胞外體額外添
加生物分子或藥物等。謝惠珠也提醒,特殊的誘導與培養條件可能提高胞外體的產率和活性,不過,也需注意是否產生副作用,以及是否能維持批次的再現性。

至於胞外體的純化技術也有很多種,謝惠珠表示,沒有所謂最完美的選擇,應依據自身對於純度、回收率、結構完整性、通量、GMP 相容性等的需求來評估純化策略。

工研院則自主開發出結合大小排除層析(SEC)和切向流過濾(TFF) 的分離技術,可達到良好的回收率,製造高純度胞外體。


確保胞外體安全、有效功能性/ 功效性試驗不可缺

圖爾思生命科學部產品副理蕭楹澄,分享了多項胞外體開發時,為驗證其實際療效,可進行的功能性與功效性試驗。
蕭楹澄表示,近年胞外體的臨床開發越來越廣泛,擴及癌症,甚至骨科、異位性皮膚炎、乾眼症等新領域;而臨床開發時,後續的功能性測試,就是驗證胞外體能否用於目標適應症的重要過程。
在品質監控檢測項目上,圖爾思提供包括:表面蛋白表現檢測,也針對胞外體提供各項身份鑑定/ 純度分析,例如:蛋白質純度、粒徑、濃度等,此外也包括多種雜質分析、安定性測試、功能性分析( 如:蛋白質、核酸、脂質等分析)。

蕭楹澄表示,圖爾思可提供一站式的整體分析服務,甚至後端的動物實驗也能協助。其在動物實驗方面,已建立包括異位性皮膚炎、類風濕性關節炎、痛風、毛髮再生、非酒精性脂肪肝、褥瘡、肌少症等動物模型可供使用。

亞洲首台CytoFLEX nano demo unit進駐圖爾思示範實驗室

研討會中,主辦單位也宣布,圖爾思在和美商貝克曼合作下,已將貝克曼旗下最新流式細胞儀⸺全亞洲首台CytoFLEX nano demo unit,進駐到圖爾思的示範實驗室(Demo Lab)。
美商貝克曼庫爾特臺灣分公司生命科學部行銷經理蔡孟君,分享了貝克曼適合用於胞外體開發的最新流式細胞儀。

她表示,貝克曼是首家將敏銳、小體積的雪崩光電二極體(APD) 偵測器放入流式細胞儀的公司,他們今年最新推出的機型CytoFLEX nano,最小可偵測到40 奈米的粒子、同時染6 個螢光,並且可看5 個側向散射光(Side Scatter),更將MIFlow-
Cyt-EV Guidelines 標準化放入機器中,幫助研發人員更明確偵測到胞外體狀態。

蔡孟君也特別強調,有5 個側向散射光功能上,能以雷射從更多不同角度照射構型各異的胞外體,可有效幫助找出特別構型的胞外體。

環球生技月刊
轉發報導/環球生技 巫芝岳、劉馨香
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