TU Delft en Sanquin hebben onlangs het productieproces van gekweekte rode bloedcellen (cultured Red Blood Cells; cRBCs) aanzienlijk verbeterd. Het kweken van rode bloedcellen biedt een bron aan cellen waardoor kan worden voldaan aan de groeiende behoefte rode bloedcellen bestemd voor bloedtransfusies.
Door het aanpassen van het productieproces van de gekweekte rode bloedcellen, is ook de kwaliteit en veiligheid beter geborgd. Het aantal bloedtransfusies kan daarmee op den duur worden verhoogd tegen lagere productiekosten. Ook kunnen de gekweekte cellen worden gebruikt voor nieuwe behandelingen omdat ze dienen als dragers van therapeutische moleculen. "Tot nu toe kon men slechts zeer kleine hoeveelheden rode bloedcellen kweken", zegt Joan Gallego, die op vrijdag 10 november in Delft zijn proefschrift over het onderwerp heeft verdedigd.
Productiecapaciteit rode bloedcellen verhogen
De huidige technologie voor het kweken van rode bloedcellen is zeer arbeidsintensief, werkt op vrij kleine schaal en vereist grote hoeveelheden zeer duur groeimedium. De cellen ontstaan uit voorlopercellen, erytroblasten genaamd. Gallego ontwikkelde in reguliere bioreactoren een omgeving waarin zogeheten voorlopercellen zeer snel konden groeien om zo zeer hoge cel-concentraties mogelijk te maken. Het zorgde ervoor dat de cellen zich alleen tot rode bloedcellen konden differentiëren bij die hoge concentraties.
De bioreactoren van 0,5 liter van Gallego zijn voor de begrippen van de biotechnische industrie misschien zeer kleinschalig, maar zijn toch aanzienlijk groter dan de huidige statische kweeksystemen met een productiecapaciteit van enkele milliliters. Het team van TU Delft-Sanquin heeft het proces opgeschaald naar bioreactoren van 3 liter, wat de weg vrijmaakt voor commerciële reactoren van meer dan 10.000 tot 25.000 liter en de kapitaalkosten per transfusie-eenheid enorm omlaag brengt.
Kosten kweekproces verlagen
Naast het verhogen van het aantal rode bloedcellen per bioreactor en het versnellen van het kweekproces (de zogeheten volumetrische productiviteit), was het ook een uitdaging om dekosten van het dure groeimedium te verlagen.
Gallego zegt daarover: “Groeifactoren en eiwitten die aan het medium worden toegevoegd, dragen in belangrijke mate bij aan de kosten. Holotransferrine, een ijzerdragend eiwit dat is betrokken bij de synthese van hemoglobine, is een flinke kostenpost. Gelukkig zijn we erin geslaagd om holotransferrine te vervangen door een GMP-compatibele ijzergeladen chelator. Daarmee kom je uit op een fractie van de kosten, zeker in de differentiatiefase. En daarbij hebben we geen enkel toxisch effect waargenomen.” Een volgende stap is het zuiveren van de rode bloedcellen door de celkernen te verwijderen.
Tekort aan donoren
Al jaren is er in de gezondheid een tekort aan geschikte donoren. Niet alleen voor bloed maar ook voor weefsel en organen. Het printen van vervangende weefsels en organen kan daardoor een oplossing zijn. Onderzoekers van het UMC Utrecht proberen functionerende weefsels en organen te kweken van cellen uit het lichaam van de patiënt. Dit heet bioprinten. Onderzoekers van het UMC doen veel innovatief onderzoek naar bioprinting en bekijken hoe de cellen op weg kunnen worden geholpen in geprint weefsel.
