外泌体专题(四):干细胞外泌体药物制备的关键点在哪里?

友康生物

2025-02-05

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今年10月份,在2024年第二次医疗器械分类界定结果汇总上,明确提到外泌体不作为医疗器械管理。之前,国家药监局也表示基于化妆品安全和伦理的考虑,中国限制“人源干细胞外泌体”在化妆品行业的应用。因此,这也就表明官方默认了我国将按照国际主流方式将外泌体按照药品进行监管。

既然如此,作为药物的干细胞外泌体,其申报过程是一个复杂而精细的过程,其中确保外泌体的纯度是成功的关键要素之一。外泌体作为细胞间通讯的重要媒介,其内含的蛋白质、核酸等生物活性分子对于治疗多种疾病展现出巨大潜力。然而,将外泌体从实验室推向临床应用,必须跨越纯度保障的难关。

一、纯度:干细胞外泌体药物申报的基础

干细胞外泌体药物的研发,首要任务是确保外泌体的高度纯化。纯度不仅关乎药物的安全性和有效性,也是监管机构审批时的重要考量因素。外泌体中的杂质,尤其是来自细胞培养过程中的血清、血小板裂解物及蛋白因子混合物中的杂蛋白,可能引发免疫反应,影响药物的疗效,甚至带来安全隐患。因此,提高外泌体的纯度,是干细胞外泌体药物申报过程中不可忽视的关键环节。

二、外泌体制备过程中的痛点

在干细胞外泌体的制备过程中,细胞培养条件的优化至关重要。在传统的外泌体培养体系中,细胞培养依赖于含有大量血清(FBS)的培养基,以及人血小板裂解物(HPL)和多种蛋白因子混合物,这些成分虽能促进细胞生长,但同时也引入了难以去除的杂蛋白。这些杂蛋白不仅增加了外泌体纯化的难度,还可能干扰外泌体的功能,成为药物开发的一大障碍。因此,如何有效去除这些杂蛋白,成为让很多外泌体研究者头疼的难题。

外泌体常规培养体系存在的一些问题:

(1)血清培养体系

血清培养体系是较为传统的细胞培养方式,虽然能带给细胞充足的营养,但是对于外泌体研究却面临如下问题:

胎牛血清里成分复杂且多,生产工艺和产品质量难以控制;

胎牛血清里含有大量牛来源的囊泡,即使超离,也不可能100%去除,严重干扰外泌体纯化;

胎牛血清通常含有各种蛋白因子,种类繁多,形成聚体或颗粒,和外泌体大小接近,严重干扰外泌体纯化。

(2)血替培养体系

血替培养体系中往往加入人血小板裂解物,相对于胎牛血清,虽然成分没有那么复杂,但是仍然面临不少问题:

血小板提取物等原材料缺少相应的质量标准,生产工艺和产品质量难以控制;

质量标准需要通过参数控制和验证,例如蛋白质、脂质、细胞因子含量和蛋白质组学分析等,但这些成分难以控制,也没有控制标准;

人血小板裂解物含有各种蛋白因子,种类繁多,形成聚体或颗粒,和外泌体大小接近,严重干扰外泌体纯化。

(3)普通的无血清培养体系:

无血清培养体系中往往加入了一些重组蛋白因子混合物,已经非常接近化学成分明确的要求,在细胞药物研究、申报过程中,可以满足要求,但是在外泌体领域,还是有不少的缺点:

MSC细胞生长需要各种蛋白因子,种类较多,20种左右,这些蛋白和因子形成聚体或颗粒,和外泌体大小接近,严重干扰外泌体纯化;

部分蛋白和因子,即使经过长期细胞培养,也不会降解,严重干扰外泌体纯化;

部分蛋白和因子,都是试剂级,内毒素极易超标。

因此,对于干外泌体药物申报工作来说,非常需要一款化学成分完全明确、且能保证培养基背景外泌体含量极低、不会影响外泌体纯化的工业级干细胞外泌体无血清培养基。

这才是在干细胞外泌体成药过程中,保证外泌体纯度的关键。友康生物是如何解决这个问题的呢?下期文章为大家分享。

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