Factorial Experimental Design for the Culture of Human Embryonic Stem Cells as Aggregates in Stirred Suspension Bioreactors Reveals the Potential for Interaction Effects Between Bioprocess Parameters
Notice bibliographique
Résumé
Traditional optimization of culture parameters for the large-scale culture of human embryonic stem cells (ESCs) as aggregates is carried out in a stepwise manner whereby the effect of varying each culture parameter is investigated individually. However, as evidenced by the wide range of published protocols and culture performance indicators (growth rates, pluripotency marker expression, etc.), there is a lack of systematic investigation into the true effect of varying culture parameters especially with respect to potential interactions between culture variables. Here we describe the design and execution of a two-parameter, three-level (3(2)) factorial experiment resulting in nine conditions that were run in duplicate 125-mL stirred suspension bioreactors. The two parameters investigated here were inoculation density and agitation rate, which are easily controlled, but currently, poorly characterized. Cell readouts analyzed included fold expansion, maximum density, and exponential growth rate. Our results reveal that the choice of best case culture parameters was dependent on which cell property was chosen as the primary output variable. Subsequent statistical analyses via two-way analysis of variance indicated significant interaction effects between inoculation density and agitation rate specifically in the case of exponential growth rates. Results indicate that stepwise optimization has the potential to miss out on the true optimal case. In addition, choosing an optimum condition for a culture output of interest from the factorial design yielded similar results when repeated with the same cell line indicating reproducibility. We finally validated that human ESCs remain pluripotent in suspension culture as aggregates under our optimal conditions and maintain their differentiation capabilities as well as a stable karyotype and strong expression levels of specific human ESC markers over several passages in suspension bioreactors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».