CIRM/BMBF RFA 13-05: Extrakorporales Leberunterstützungssystem basierend auf humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (EKLIPS) - Teilvorhaben: Erforschung und Optimierung einer Bioreaktortechnologie für die Expansion und Differenzierung von hiPSC im Klinikmaßstab

Verfahren zur extrakorporalen Leberunterstützung basierend auf der Kultur vitaler Leberzellen könnten zur Überbrückung der Leberfunktion bis zur Transplantation oder aber auch alternativ zur Transplantation bis zur Erholung des eigenen Organs des Patienten eingesetzt werden. Ziel des Teilprojektes von SCS ist die Erforschung eines Bioreaktorsystems zur Kultur humaner induzierter pluripotenter Stammzellen (hiPSC) für die Anwendung zur klinischen extrakorporalen Leberunterstützung. Der technologische Ansatz beruht auf einer perfundierbaren 3D-Bioreaktortechnologie, die eine Zellkultivierung unter kontrollierten Bedingungen und in hoher Dichte mit dezentralem Stoffaustausch und integraler Oxygenierung ermöglicht. Im Rahmen des Projektes soll die bestehende Bioreaktortechnologie entsprechend den Anforderungen der hiPSC-Expansion und Differenzierung erforscht und modifiziert werden. Die existierende Bioreaktortechnologie soll für die hiPSC-Expansion optimiert werden. Hauptschwerpunkt ist die Modifikation des Zellkompartiments, um die Zelladhäsion und die Sauerstoff- und Nährstoffversorgung für hiPS-Zellen zu optimieren. Parallel soll eine Methode der Online-Überwachung der Zellzahl und Zellviabilität anhand des Sauerstoffverbrauchs erforscht und integriert werden. Die automatisierte Sauerstoffmessung soll mittels einer im Projekt entwickelten Software erfolgen. Aufbauend auf den zellbiologischen Untersuchungen des Partners Charité zu den Einflussfaktoren für die hiPSC-Expansion soll die Anpassung der Bioreaktor-Perfusionsperipherie und des Schlauchkreislaufs zur optimalen Versorgung der Zellkultur sowie die Optimierung des Zugangs zum Zellkompartiment des Bioreaktors erfolgen. Nach erfolgreicher Etablierung der Kulturtechnologie im Labormaßstab soll die Technologie sukzessive für die Zellexpansion und –differenzierung im Klinikmaßstab adaptiert werden.