Suspension culture improves iPSC expansion and pluripotency phenotype
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Induced pluripotent stem cells (iPSCs) offer potential to revolutionize regenerative medicine as a renewable source for islets, dopaminergic neurons, retinal cells, and cardiomyocytes. However, translation of these regenerative cell therapies requires cost-efficient mass manufacturing of high-quality human iPSCs. This study presents an improved three-dimensional Vertical-Wheel® bioreactor (3D suspension) cell expansion protocol with comparison to a two-dimensional (2D planar) protocol. Methods Sendai virus transfection of human peripheral blood mononuclear cells was used to establish mycoplasma and virus free iPSC lines without common genetic duplications or deletions. iPSCs were then expanded under 2D planar and 3D suspension culture conditions. We comparatively evaluated cell expansion capacity, genetic integrity, pluripotency phenotype, and in vitro and in vivo pluripotency potential of iPSCs. Results Expansion of iPSCs using Vertical-Wheel® bioreactors achieved 93.8-fold (IQR 30.2) growth compared to 19.1 (IQR 4.0) in 2D (p < 0.0022), the largest expansion potential reported to date over 5 days. 0.5 L Vertical-Wheel® bioreactors achieved similar expansion and further reduced iPSC production cost. 3D suspension expanded cells had increased proliferation, measured as Ki67+expression using flow cytometry (3D: 69.4% [IQR 5.5%] vs. 2D: 57.4% [IQR 10.9%],p = 0.0022), and had a higher frequency of pluripotency marker (Oct4+Nanog+Sox2+) expression (3D: 94.3 [IQR 1.4] vs. 2D: 52.5% [IQR 5.6],p = 0.0079). q-PCR genetic analysis demonstrated a lack of duplications or deletions at the 8 most commonly mutated regions within iPSC lines after long-term passaging (> 25). 2D-cultured cells displayed a primed pluripotency phenotype, which transitioned to naïve after 3D-culture. Both 2D and 3D cells were capable of trilineage differentiation and following teratoma, 2D-expanded cells generated predominantly solid teratomas, while 3D-expanded cells produced more mature and predominantly cystic teratomas with lower Ki67+expression within teratomas (3D: 16.7% [IQR 3.2%] vs.. 2D: 45.3% [IQR 3.0%],p = 0.002) in keeping with a naïve phenotype. Conclusion This study demonstrates nearly 100-fold iPSC expansion over 5-days using our 3D suspension culture protocol in Vertical-Wheel® bioreactors, the largest cell growth reported to date. 3D expanded cells showed enhanced in vitro and in vivo pluripotency phenotype that may support more efficient scale-up strategies and safer clinical implementation.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».