Kryokonservierung von Blutbestandteilen, somatischen Zellen, Stammzellen, ATMP, Zelltherapeutika zellbasierten Gentherapeutika, therapeutischen Mitochondrien, Ribosomen und Exosomen

Das Verfahren der Mikrotropfen-Vitrifikation ermöglicht erstmals eine erfolgreiche Kryokonservierung therapeutischer Zellen und Zellkbestandteile ohne produktschädliche oder zulassungsschädliche Gefrierschutzadditive. Das Therapeutikum wird in ein dauerhaft lagerfähiges, portionierbares Mikrogranulat überführt, das eine direkte klinische Anwendung ermöglicht.

Das ILK Dresden hat mehrere Verfahren zur lebenserhaltenden Vitrifikation biopharmazeutischer Produkte, wie Blut und Zellsuspensionen im Durchflussverfahren entwickelt. Das Elektrospray-Verfahren (ESI) ermöglicht eine Vitrifikation unempfindlicher biologischer Produkte wie Blut mit hohem Produktdurchsatz, wogegen das Mikrotropfen-Verfahren eine portionsweise, schonende Kryokonservierung hochempfindlicher biologischer Produkte, wie Stammzellen oder Zellorganellen ermöglicht.

Durch die Produktzerlegung in monodisperse Tröpfchen mit einem einstellbaren Volumen von 0,5 bisd 5 Nanolitern ermöglicht das Verfahren der Mikrotropfen-Vitrifikation eine schonende Kryokonservierung biopharmazeutischer Produkte mit extrem hohen Abkühlraten von bis zu 4,5 Millionen °C pro Minute. Die schnelle Abkühlung ermöglicht eine direkte Verglasung der wässrigen Produktlösung ohne die Bildung schädlicher Eiskristalle. Im Gegensatz zu den klassischen Vitrifikationsverfahren der Reproduktionsmedizin mit Abkühlraten von wenigen 1000 °C pro Minute ermöglicht das Verfahren eine lebens- und funktionserhaltende Kryokonservierung ohne den Zusatz hoch konzentrierter, produkt- und zulassungsschädlicher Gefrierschutzadditive, insbesondere von DMSO.

Es entsteht ein tiefkaltes, portionierbares Produktgranulat, das eeine dauerhafte Lagerung des kryokonservierten Produktes ermöglicht - bei vollem Viabilitäts- und Funktionserhalt der biologischen Bestandteile. Durch einfaches Aufziehen eines handwarmem Puffers kann das kryokonservierte Produktgranulat in der Produktspritze zu einer anwendungsfertigen Suspension mit therapeutisch aktiven Zellen oder Zellbestandteilen rekonstituiert werden.

Aktuell forscht das ILK Dresden erfolgreich an einer lebenserhaltenden Gefriertrocknung des vitrifizierten Produktgranulates. Das Ziel ist eine ungekühlte Lagerung allogener Zelltherapeutika über mehrere Monate. Eine erfolgreiche Gefriertrocknung therapeutischer Mitochondrien konnte bereits im Tierversuch nachgewiesen werden.