Технология 7 кл: Технология (мальчики) — 7 класс

Содержание

ГДЗ по Технологии 7 класс Технологии ведения дома Синица

Авторы: Синица Н.В., Симоненко В.Д..

Новый взгляд на технологию

Во всех общеобразовательных учреждениях можно встретить такой предмет как технология. С первого взгляда, кажется, что ничего сложного в изучении нет. Но многие школьники сталкиваются со сложностями. Разобраться с трудностями поможет «ГДЗ по технологии за 7 класс Учебник Технологии ведения дома Синица, Симоненко Вентана-граф». Для мальчиков тяжелыми считаются темы, относящиеся к:

  • технологии обработки металла;
  • какими инструментами обрабатывать сырье;
  • стадии обработки материалов.

Программа для девочек не такая сложная. В основном трудности связаны с темами:

  • устройство швейной машины;
  • выкройка одежды из натуральных тканей;
  • кулинарные пристрастия разны стран мира.

Все эти моменты будут встречаться на протяжении всей жизни. Именно поэтому необходимо детально разобраться в темах. Пособие поможет:

  1. Подготовится к уроку и контрольному срезу.
  2. Понять, как устроено оборудование.
  3. Блеснуть знаниями на уроке.

Все эти моменты будут встречаться на протяжении всей жизни. Именно поэтому необходимо детально разобраться в темах.

Особенности ГДЗ по технологии 7 класс Синица

В дополнительном учебнике имеются ответы на все вопросы, которые отражены в основном учебнике, используемом на уроках. В нем каждый надет решение, растолкование многих сложных моментов, которые расположились на 152 страницах учебника. Ребенок сможет не только дублировать правильные ответы, но и сверять с правильными ответами. Девочки смогут применить полученные знанию на практике. Часто учебный класс это может этого дать. Анализируя практические задания, юная леди сможет ясно понять, как сшить платье и как при этом работает швейная машина. Таким образом, ребенок сможет лучше разобраться в предмете.

Что почерпнуть из решебника

Пособие станет помощником не только для школьников, но и родителей. В 7 классе дети находятся в таком возрасте, когда требуется контроль. По этой причине многие родители предпочитают проверять выполненное домашнее задание всего чада. В современном мире взрослый человек имеет мало свободного времени. Решебник снизит количество времени затрачиваемого на проверку. Для ребенка тоже есть своя польза. В случае прогула урока школьник сможет с легкостью разобраться в пропущенной теме без посторонних лиц. Из всего сказанного можно сделать вывод, что «ГДЗ по технологии за 7 класс Учебник Технологии ведения дома Синица Н.В., Симоненко В.Д. Вентана-граф» занимает лидирующие позиции в ряде пособий, готовые помочь в овладении навыков, которые пригодятся на всю жизнь.

Технология. 7 класс. Технологии ведения дома. Рабочая тетрадь. ФГОС — Синица Н.В. | 978-5-09-080438-7

Стоимость товара может отличаться от указанной на сайте!
Наличие товара уточняйте в магазине или по телефону, указанному ниже.

г. Воронеж, площадь Ленина, д.4

8 (473) 277-16-90

г. Липецк, проспект Победы, 19А

8 (4742) 22-00-28

г. Воронеж, ул. Маршака, д.18А

8 (473) 231-87-02

г. Липецк, пл.Плеханова, д. 7

8 (4742) 47-02-53

г. Воронеж, ул. Г. Лизюкова, д. 66 а

8 (473) 247-22-55

г. Воронеж, ул. Ленинский проспект д.153

8 (473) 223-17-02

г. Воронеж, ул. Хользунова, д. 35

8 (473) 246-21-08

г. Россошь, пр. Труда, д. 26А

8 (47396) 5-28-07

г. Лиски, ул. Коммунистическая, д.7

8 (47391) 2-22-01

г. Белгород, Бульвар Народный, 80б

8 (4722) 42-48-42

г. Курск, пр. Хрущева, д. 5А

8 (4712) 51-91-15

г.Воронеж, ул. Жилой массив Олимпийский, д.1

8 (473) 207-10-96

г. Воронеж, ул.Челюскинцев, д 88А

8 (4732) 71-44-70

г. Воронеж, ул. Пушкинская, 2

8 (473) 300-41-49

г. Липецк, ул.Стаханова,38 б

8 (4742) 78-68-01

г. Курск, ул.Карла Маркса, д.6

8 (4712) 54-09-50

г.Старый Оскол, мкр Олимпийский, д. 62

8 (4725) 39-00-10

г. Воронеж, Московский пр-т, д. 129/1

8 (473) 269-55-64

ТРЦ «Московский Проспект», 3-й этаж

Учебники по технологии для 7 класса

  • Технология. 7 класс. Индустриальные технологии. Учебник. ФГОС

    Автор: Тищенко А.Т., Симоненко В.Д.
    Год: 2020

    Цель изучения — формирование представлений о составляющих техносферы, о современном производстве и применяемых в нём технологиях. Учащиеся овладевают необходимыми в повседневной жизни базовыми приёмами ручного и механизированного труда с использованием распространённых инструментов, приспособлений, механизмов и машин, в том числе бытовой техники, а также знакомятся с миром профессий.

  • Технология. 7 класс. Учебное пособие

    Автор: Казакевич В.М., Пичугина Г.В.
    Год: 2021

    Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС основного общего образования и Примерной программой основного общего образования по технологии. Курс не предполагает деления на отдельные курсы для мальчиков и для девочек; и знакомит учащихся не только с традиционными темами (технология обработки древесины, металлов, тканей, пищевых продуктов), но и в целом с производством и миром современных технологий.

  • Технология. 7 класс. Технологии ведения дома. Рабочая тетрадь. ФГОС

    Автор: Синица Н.В.

    Год: 2021

    Рабочая тетрадь является частью УМК «Технология.Технологии ведения дома. 7 класс». Предназначена для закрепления теоретического материала и выполнения практических работ, содержащихся в учебнике «Технология. Технологии ведения дома. 7 класс». В тетради приведены тесты, которые помогут школьницам проверить знания, полученные на уроках технологии.

  • Волшебные грани № 1. Усеченный многогранник додэка-додекаэдр

    Год: 2015

    Журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников. Создание моделей многогранников из картона очень увлекательное и доступное занятие, это «магия превращения» листа бумаги в объемную фигуру. Самые простые модели многогранников могут быть собраны из одной детали. Более интересные и красивые фигуры Вы можете собрать из немецкого картона высочайшего качества входящего в данный набор.

  • Волшебные грани №5. Большой додекаэдр. Звездчатый многогранник

    Год: 2015

    Набор для сборки многогранника: «Большой додекаэдр». Уровень сложности: «Старт» — не требует дополнительных навыков. «Волшебные грани» — журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников. Внутри набора подробная схема сборки с фотографиями с пошаговой инструкцией. За один вечер можно собрать фигуру многогранника целиком.

  • Четырнадцатая звездчатая форма икосаэдра. Волшебные грани №6

    Год: 2015

    «Волшебные грани» — журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников. Создание моделей многогранников из картона очень увлекательное и доступное занятие, это «магия превращения» листа бумаги в объемную фигуру. Самые простые модели многогранников могут быть собраны из одной детали. Более интересные и красивые фигуры Вы можете собрать из немецкого картона высочайшего качества входящего в данный набор.

  • Волшебные грани №8. Большой кубо-кубо-октаэдр

    Год: 2015

    «Волшебные грани» — журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников. Создание моделей многогранников из картона очень увлекательное и доступное занятие, это «магия превращения» листа бумаги в объемную фигуру. Самые простые модели многогранников могут быть собраны из одной детали.

  • Волшебные грани №14. Многогранники. Пирамиды

    Год: 2016

    Специальный выпуск. Четыре многогранника в одном наборе. Наборы для сборки многогранников: «Пирамиды: правильная четырёхугольная пирамида, усечённая четырехугольная пирамида, звёздчатая пирамида, бипирамида». Уровень сложности: «Старт» — не требует дополнительных навыков. В настоящий момент это самый легкий в сборке из наборов «Волшебные грани». «Волшебные грани» — журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников.

  • Волшебные грани №13. Звездчатый многогранник

    Год: 2015

    «Волшебные грани» — журнал для взрослых и детей о моделях бумажных многогранников. Внутри набора подробная схема сборки с фотографиями с пошаговой инструкцией. За один вечер можно собрать фигуру многогранника целиком. Для работы дополнительно потребуется только клей. Создание моделей многогранников из картона очень увлекательное и доступное занятие, это «магия превращения» листа бумаги в объемную фигуру.

  • Технология. Технологии ведения дома. 7 класс. Рабочая тетрадь к УМК Н.В. Синицы, В.Д. Симоненко. ФГОС

    Автор: Логвинова О.Н.
    Год: 2017

    Тетрадь подготовлена с учетом требований ФГОС ООО и представляет собой технологические карты уроков для учащихся. Они позволяют контролировать процесс формирования знаний по изучаемой теме и диагностировать уровень сформированности УУД. Содержание структурировано в соответствии с компонентами самоорганизации учебной деятельности.

  • Волшебные грани №9. Звездчатый многогранник «Большой икосаэдр»;

    Год: 2015

    Набор для творчества школьников и студентов. Развивает пространственное воображение. Позволяет склеить из цветного картона объемную фигуру — многогранник. Каждая модель многогранника уникальна и обладает точными математическими свойствами.

  • Технология. 7 класс. Рабочая тетрадь. Индустриальные технологии. ФГОС

    Автор: Тищенко А.Т., Буглаева Н.А.
    Год: 2021

    Рабочая тетрадь подготовлена в соответствии с материалом учебника «Технология. Индустриальные технологии» для учащихся 7 класса общеобразовательных организаций (А.Т. Тищенко, В.Д. Симоненко. — М.: Вентана-Граф, 2013). Тетрадь содержит практические и проверочные задания, что позволяет закрепить теоретический материал, сократить время на выполнение практических работ из учебника и использовать полученный резерв времени для творческой работы.

  • Технология. Обслуживающий труд. 7 класс. Учебник. Вертикаль. ФГОС

    Автор: Кожина О.А., Кудакова Е.Н., Маркуцкая С.Э.
    Год: 2021

    Переработанный в соответствии с требованиями нового Федерального государственного образовательного стандарта учебник представляет собой основу учебно-методического комплекса по технологии для 7 класса, в который также входят электронное приложение к учебнику, рабочая тетрадь и методическое пособие тех же авторов.

  • Технология. Технологии ведения дома. 7 класс. Учебник. ФГОС

    Автор: Синица Н.В., Симоненко В.Д.
    Год: 2020

    Учащиеся овладевают основными приёмами обработки пищевых продуктов, текстильных материалов, знакомятся с освещением, уборкой, оформлением жилого дома, предметами искусства в интерьере и коллекционированием. Закрепление теоретических знаний осуществляется в процессе выполнения учебных творческих проектов. Учебник входит в систему учебно-методических комплектов «Алгоритм успеха».

  • Технология. 5-11 классы. Проектная деятельность учащихся

    Автор: Морозова Л.Н., Павлова О.В., Кравченко Н.Г.
    Год: 2008

    Изменения, которые происходят в современном обществе, требуют корректировки не только содержательных, но и технологических аспектов образования. Изучение образовательной области «Технология» базируется на научной основе широкого спектра наук и включает, наряду с традиционными, новые эффективные методы работы. Предлагаемое пособие посвящено реализации проектного метода в технологическом образовании школьников.

  • Технология. 7 класс. Учебник. ФГОС

    Автор: Синица Н.В., Самородский П.С., Симоненко В.Д., Яковенко О.В.
    Год: 2021

    Завершённая линия учебников технологии предлагает единый учебник, содержащий два направления: «Индустриальные технологии» и «Технологии ведения дома». Учащиеся знакомятся с интерьером жилого дома, овладевают основными приёмами обработки древесины, металлов, текстильных материалов, пищевых продуктов. Закрепление теоретических знаний осуществляется в процессе выполнения учебных творческих проектов.

  • Технология. Технологии ведения дома. 7 класс. Технологические карты уроков по учебнику Н.В. Синицы, В.Д. Симоненко. ФГОС

    Автор: Павлова О.В.
    Год: 2019

    Пособие содержит технологические карты уроков технологии в 7 классе, составленные по учебнику Н.В. Синицы, В.Д. Симоненко «Технология. Технологии ведения дома» (М. : Вентана-Граф, 2018).Проектирование урока рассматривается с позиции деятельностной педагогики. В рамках урока обозначены задачи обучающихся, выражающиеся в планируемых результатах освоения темы и предмета в целом, характеристике универсальных учебных действий.

  • Технология. Технологии ведения дома. 7 класс. Контрольно-измерительные материалы. ФГОС

    Автор: Логвинова О.Н.
    Год: 2018

    Данные контрольно-измерительные материалы по технологии соответствуют содержанию предмета «Технология. Технологии ведения дома» для 7 класса и требованиям ФГОС. В пособие включены тесты для проверки знаний учащихся по предметному содержанию и диагностике уровня сформированности познавательных универсальных учебных действий. Даны ответы ко всем заданиям, предложены способы оценки познавательных универсальных учебных действий.

  • Технология. 6-8 классы. Русские традиции при изготовлении различных изделий. Конспекты занятий

    Автор: Норенко И.Г.
    Год: 2007

    Предлагаемые разработки занятий для учащихся 6-8 классов раскрывают опыт работы учителей технологии по сохранению традиций и культурного наследия Отечества. Содержание материала способствует формированию у учащихся представлений о мире, добре и зле, о себе как мыслящей и созидающей личности. Практическая часть представленных занятий поможет в развитии умений и навыков по приготовлению блюд национальной кухни и убранства жилища.

  • Технология. Технический труд. 7 класс. Учебник. Вертикаль. ФГОС

    Автор: Казакевич В.М., Молева Г.А.
    Год: 2020

    Учебник содержит сведения о технологических свойствах древесины и металлов. Дана информация о механизмах передачи движения, кинематической цепи, датчиках преобразования неэлектрических сигналов в электрические, простейших устройствах автоматики. Учебник входит в состав завершенной предметной линии учебников и включен в Федеральный перечень.

  • Тесты по Технологии для 7 класса

    Технология 7 класс | Автор: КГА | ID: 13525 | Дата: 2.7.2021

    Тест по теме «Изготовление юбки»

    Технология 7 класс | Автор: Нестерова Оксана Викторовна | ID: 12342 | Дата: 16.5.2020

    Виды чая, сорта, первое упоминание о чайном растении, культивирование чая

    Технология 7 класс | Автор: Воробьева Н.А. | ID: 11271 | Дата: 10.6.2019

    Итоговая контрольная работа за курс 7 класса по технологии. Включает в себя вопросы по всем разделам учебного курса за 7 класс. Тестовые задания составлены на выбор правильного одного ответа или нескольких.

    Технология 7 класс | Автор: Нестерова Оксана Викторовна | ID: 10936 | Дата: 8.3.2019

    Мини-тест по сельскохозяйственному труду для учащихся 7 класса коррекционной школы 8 вида. Тест содержит 5 вопросов, с одним и несколькими ответами. Вопросы автоматически перемешиваются.

    Технология 7 класс | Автор: Хайруллина М. Г. | ID: 10619 | Дата: 25.1.2019

    Названия, виды, обработка мяса.

    Технология 7 класс | Автор: Воробьева Н.А. | ID: 10913 | Дата: 15.1.2019

    Текстильные волокна и ткани.Виды, свойства.Некоторые факты из истории ткачества.

    Технология 7 класс | Автор: Воробьева Н.А. | ID: 10211 | Дата: 29.3.2018

    Интерактивный мини — тест по с/х труду для учащихся 7 класса коррекционных школ.- с одним и несколькими ответами.

    Технология 7 класс | Автор: Хайруллина М.Г. | ID: 10000 | Дата: 13.1.2018

    В процессе работы, для осуществления текущего контроля знаний и умений учащихся, а также регулирования качество усвоения учебного материала в ходе учебного процесса, предлагаю использовать данный тест.

    Технология 7 класс | Автор: Суркова Галина Александровна | ID: 9793 | Дата: 14.10.2017

    Тест для учащихся 7 класса по теме:»Вязание крючком»

    Технология 7 класс | Автор: Побединская Н.Р. | ID: 9792 | Дата: 14.10.2017

    Страница 1 из 2

    Конспект урока по технологии 7 класс

    Конспект урока по технологии в 7 классе.

    Класс: 7

    Автор УМК (Программа учебного курса): Н.В. Синица, В.Д. Симоненко.

    Тема: «Изготовление декоративных изделий».

    Кол-во часов: 2 часа

    Дата__________________ ____________________

    Цели урока:

    Образовательные: сформировать знания о видах проволоки; способах её правки и гибки; инструментах и приспособлениях для обработки проволоки; правилах безопасной работы.

    Воспитательные: продолжить воспитание в потребности труда, стремление приносить пользу людям, добиться высоких результатов в работе, переживание красоты труда. Воспитание дисциплинированности, установленных требований к поведению и труду.

    Развивающие:

    1.Развитие мыслительных операций – анализа, синтеза, сравнения, обобщения и систематизации.

    2.Развитие умения учебного труда – наблюдательности, запоминания, планировании, умении работать в нужном темпе, самоконтроле.

    3. Научить детей разрабатывать эскиз скульптуры; выполнять правку и гибку проволоки; соединять отдельные элементы между собой.

    4. Научить делать выводы;

    Профориентационная: развить у учащихся профессиональные интересы по художественной обработке металла.

    Тип урока: комбинированный – проводится большой акцент на изложение и формирование знаний, закрепление и совершенствование знаний, выработка умений и навыков, повторение пройденного материала.

    Дидактическое обеспечение: операционная карта, учебник «Технология 7 класс» Симоненко В.Д., компьютерная презентация «Изготовление декоративных изделий».

    Оборудование и материалы: компьютер, экран, инструменты (ножницы, кусачки, тесьма или ленты, мерительный инструмент), чертежные инструменты.

    Ход урока:

    1. Организационный момент.

    Вступительное слово учителя: приветствие, проверка готовности к уроку, сообщение темы урока.

    2. Актуализация знаний.

    1. Фронтальный опрос по предыдущей теме.

    1. Какие виды декоративно-прикладного искусства вы знаете? (вязание, вышивка, ковка, резьба по дереву, выжигание, роспись изделия, хохлома, гжель, витражи, мозаика и д.р.)

    2. Назовите один из видом искусства и перечислите материалы и инструменты для его изготовления. (ответы детей)

    3. Изложение нового материала.

    1.1 Сообщает тему урока и записывает ее на доске, устно проговаривает цели урока. Ученики записывают тему урока в тетради, выслушивают цели урока: знать: виды проволоки; способы её правки и гибки; инструменты и приспособления для обработки проволоки, их устройство и назначение; правила безопасной работы;уметь: разрабатывать эскиз скульптуры; выполнять правку и гибку проволоки; соединять отдельные элементы между собой

    1.2. Сообщение нового материала, показ наглядных пособий. Учащиеся внимательно слушают учителя, изучают плакаты и рисунки; конспектируют.

    План урока:

    1. Виды проволоки; способы её правки и гибки.

    2. Инструменты и приспособления для обработки проволоки, их устройство и назначение.

    3. Дизайнерское оформление настольной лампы.

    4.Выполнение творческого проекта «Настольная лампа»

    1) Виды проволоки, способы её правки и гибки (объяснение учителя с дем. таблиц, образцов, словарная работа).

    Проволока является простым и доступным материалом, с помощью которого вы можете изобразить фигурки животных и птиц или оформить предметы быта.

    В нашей презентации показаны выполненные из проволоки изображения светильников.

    Прежде чем приступать к изготовлению подобных изделий, на листе бумаги выполняют эскиз будущей работы и технологическую карту. Затем подготавливают проволоку и инструменты. Для изготовления применяют алюминиевую или медную проволоку. Можно использовать проволоку в разноцветной пластмассовой изоляции или покрытую цветной эмалью (желтой, красной, серой и др.).

    2) инструменты и приспособления для обработки проволоки, их устройство.

    Для работы с проволокой нужны следующие инструменты: плоскогубцы, кусачки, линейка.

    3) приёмы выполнения проволочных скульптур (демонстрация).

    Правят проволоку с помощью приемов, изученных вами в 5 классе: тонкую проволоку — протягивая между двумя деревянными брусками или между вбитыми в дощечку по одной линии гвоздями, а толстую — киянкой на металлической плите. Режут тонкую алюминиевую, медную проволоку кусачками. Толстую или твердую проволоку разрубают зубилом.

    Сгибают проволоку плоскогубцами.

    Подготовленные куски проволоки соединяют между собой скручиванием. Чтобы соединение при скручивании было надежным, делают несколько витков (как показано на рис. 84 учебника технологии).
      Готовое изделие, выполненное из стальной проволоки, окрашивают в нужный цвет. Изделия из медной и алюминиевой проволоки обычно не окрашивают.

    1.3. Первичное закрепление и текущее повторение материала.

    Итак, мы изучили с вами свойства проволоки, ее виды, узнали о назначении и видах инструментов при работе с ней.

    — Сегодня мы приступаем к выполнению проектной работы «Настольная лампа».

    Цель: выполнение каркаса настольной лампы.

    Проблема: научиться выполнять изделия из проволоки.

    Задачи:

    выполнить эскизы лампы из проволоки;

    выбрать лучший вариант эскиза изделия;

    выполнить изделие;

    провести защиту изделия.

    Но, прежде чем начать работу по проекту ответьте на вопросы:

    Что такое проект? (Ответ: Это самостоятельная работа учащегося, выполняемая под руководством учителя, которая решает какую — нибудь проблему и в конце которой мы должны получить изделие).

    Каждый проект имеет свои параметры, это время и количество этапов.

    Скажите сколько этапов будет иметь наш проект и какое время необходимо на него затратить? (Три этапа: 1этап- исследовательский, придумать изделие; 2 этап — технологический, выполнить изделие; 3этап- заключительный, защита проекта).

    Время выполнения проекта? (в течение урока).

    4. Вводный инструктаж. Работать мы сегодня будем в парах(технология работы в парах). При работе обязательно соблюдаем Т\Б, вспомните и прочитайте ее на листах- заданиях, которые лежат у вас на столах.

    Техника безопасности:

    Запрещается работать неисправным инструментом.

    Запрещается подносить близко к лицу проволоку при работе.

    Запрещается держать пальцы левой руки близко около режущего инструмента.

    По окончанию работы необходимо убрать рабочее время.

    5. Технологический этап проекта «Проектирование и изготовление изделия из проволоки» (лист задания на каждом столе, время выполнения: 30 мин.) (см. приложение 3)

    ХОД РАБОТЫ

    Пофантазируйте и изобразите на листах А4 эскизы (не менее двух) настольных ламп из проволоки. Подумайте о практическом применении изделия, его технологии изготовления, определитесь, какое изделие выполнит ваша группа.

    Подготовьте инструменты для работы. Подсчитайте, сколько проволоки вам понадобиться и из скольких деталей состоит ваше изделие, определите, кто какую деталь будет выполнять.

    С помощью правки, гибки и резки выполните элементы задуманного изделия, соблюдая технику безопасности при работе. Соедините элементы изделия между собой.

    Проведите самопроверку качества своего изделия.

    6. Текущий инструктаж.

    Задания учащиеся выполняют вместе с учителем. Текущие наблюдения учителя, контроль за соблюдением правил техники безопасности, ответы на возникающие вопросы в процессе работы, проверка правильности выполнения заданий.

    Обход. Проверка готовности к работе. Оказание помощи группе при выполнении эскизов, технологической карты и определении лучшего изделия.

    Обход. Проверка соблюдения техники безопасности. Оказание помощи при выполнении элементов изделия и их соединении.

    Обход. Проверка соблюдения техники безопасности. Проверка правильности выполнения изделия. Оценивание работ.

    7. Заключительный инструктаж.

    7.1. Обобщение и систематизация изученного на уроке.

    Учитель рассказывает материал, выделяя существенные моменты изученной темы, делает выводы, систематизирует его. Учитель задает вопросы учащимся:

    1. Что такое ажурная скульптура из металла?

    2. С чего начинают работу по созданию изделия из проволоки?

    3. Какие инструменты применяют для работы с проволокой?

    4. Каким образом соединяют отдельные детали изделия?

    7.2. Контроль и оценка знаний, умений и навыков учащихся.

    Учитель проверяет правильность выполнения задания. Исходя из этого, учитель выставляет оценку. Указывает ученикам на типичные, наиболее часто повторяющиеся ошибки, объясняет их.

    7.3. Домашнее задание: конспект в тетради, принести ленты, тесьму или куски материала, для оформления настольной лампы, подготовиться к защите своих изделий по проекту. Спасибо за урок! (Учитель объясняет Д/З).

    8. Уборка рабочих мест.

    Осуществление проверки поведения уборки на рабочих местах учащихся.

    2 урок

    Цели урока:

    ознакомить учащихся с различными видами отделки изделий,

    научить применять новые виды отделки изделий,

    воспитывать творческий подход к оформлению изделий и развивать эстетический вкус учащихся.

    Сейчас я хочу предложить вам несколько образцов светильников, вы внимательно с ними ознакомитесь, и одну из предложенных моделей мы с вами на уроке сегодня постараемся выполнить, затем разработаете свои инструкционные карты в соответствии с которыми будем выполнять работу.

    Как вы думаете, с чего мы должны начать работу?

    (как правило, ученики говорят: »С покупки ткани, с раскроя и т.п., но иногда-с определения цели работы»)

    Т.е. мы должны решить, для чего нам нужна эта вещь

    Ученики:

    Предположим, для размещения в спальне, на письменном столе, для подарка.

    Исходя из этого посыла, на, что мы должны обратить внимание?

    Ученики:

    — на цветовую гамму помещения, т.е. на цвет мебели, обоев, штор, половых покрытий и решить будет ли она, тем цветовым пятном, вокруг которого объединится пространство гостиной, или будет только функциональной вещью

    -далее мы выбираем ткань из, которой будем оформлять нашу лампу.

    Но сколько нам потребуется материалов?

    Ученики:

    -создать эскиз изделия

    -разработать технологическую карту

    Исходя из этих данных, можем ли мы рассчитать какие материалы и в каком количестве мы должны подготовить? Ясно ли нам, какие потребуются инструменты? Так как у нас эта неделя посвящена финансовой грамотности, мы с вами будем стараться экономить наши сбережения.

    Сегодня мы будем оформлять нашу работу лоскутами ткани. Откройте свои тетради и продолжите составлять технологическую карту по оформлению настольной лампы.

    (Дети делают технологическую карту).

    А теперь приступаем к практической работе. Но прежде чем приступить, давайте вспомним технику безопасности при работе с ножницами.

    (Учащиеся рассказывают и дополняют друг друга)

    Ребята оформляют абажур, а учитель проводит обход проверяет и помогает учащимся выполнять работу.

    Изделие готово. На всех этапах работы осуществляем самоконтроль (правильность разметки, аккуратность выполнения операций, соблюдение правил техники безопасности)

    Осуществляем экологическую экспертизу (материалы должны быть экологически чистые, технологии не наносят ущерба окружающей среде)

    Так же не забудьте сделать экономический расчёт, может быть, на этом можно заработать!

    В течении урока учитель проводит, при необходимости, текущий инструктаж, индивидуальные консультации.

    ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ОЦЕНИВАНИЕ РАБОТЫ, ВЫСТАВЛЕНИЕ ОЦЕНОК

    Проверяем готовность нашего абажура, убираем рабочие места.

    Д\з сделать технологическую карту будущего изделия своего проекта.

    Доделать абажур, кто не доделал.

    Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/263685-konspekt-uroka-po-tehnologii-7-klass

    Высшее образование в Бердске! Сибирский университет потребительской кооперации продолжает набор студентов

    Сибирский университет потребительской кооперации в Бердске!

    Бакалавриат (очное, заочное, дистанционное)

    Магистратура (срок — 2года), специалитет

    Университетский колледж (после 9 кл. без экзаменов)

    Лицензия бессрочная, государственная аккредитация.

    ПРОДОЛЖАЕМ НАБОР СТУДЕНТОВ!!!

    Сибирский университет потребительской кооперации (СибУПК) приглашает всех желающих для получения высшего, среднего профессионального образования, специалитет, магистратура!

    Все формы обучения: очная, очная-заочная, заочная с применением дистанционных образовательных технологий. Удобно и выгодно! Обучение по дистанционной технологии без отрыва от рабочего места!

    Выпускники колледжей и техникумов (прошлых лет тоже) поступают без ЕГЭ на сокращённую форму обучения (профильные направления)

    Университетский колледж (приём после 9-11 классов)

    Формы обучения: очная, заочная

    Колледж СибУПК признан лучшим среди колледжей НСО. Обучение здесь ведется по востребованным на рынке специальностям. После получения диплома о среднем профессиональном образовании предоставляется возможность продолжить обучение по сокращенной программе высшего образования без сдачи ЕГЭ.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Направления подготовки: высшее

    -Юриспруденция

    -Менеджмент   

    -Прикладная информатика

    -Экономика

    -Экономическая безопасность

    -Товароведение 

    -Технология производства сельхоз. продукции

    -Психолого-педагогическое образование

    -Торговое дело

    -Гостиничное дело

    -Туризм

    -Технология продукции и организации общественного питания

    -Реклама и связь с общественностью

     

    Направления подготовки: колледж

    Очная форма обучения

    -Информационные системы и программирование

    -Экономика и бухгалтерский учёт (по отраслям)

    -Товароведение и экспертиза качества потребительских товаров

    -Банковское дело

    -Право и организация социального обеспечения

    -Гостиничное дело

    -Поварское и кондитерское дело

     

    Заочная форма обучения

    -Экономика и бухгалтерский учёт (по отраслям)

    -Товароведение и экспертиза качества потребительских товаров

    -Банковское дело

    -Право и организация социального обеспечения

    -Гостиничное дело

    -Поварское и кондитерское дело

     

    Сибирский университет потребительской кооперации (СибУПК) — это

    64-летний опыт подготовки специалистов в сфере услуг;

    Диплом государственного образца;

    Высокий процент трудоустройства выпускников по специальности;

    Актуальные направления и специальности;

    Современная материально-техническая база;

    Доступные цены на обучение;

    100% обеспечение общежитием.

     

    Прием документов, консультации и обучение по дистанционной форме осуществляется по адресу: г.Бердск, ул. Боровая 4\4А (2 этаж)

    Тел. для справок: +7-960-780-46-86, +7-953-806-54-94

    Лицензия на осуществление обр. деятельности №2790 от 03.12.2018

    Свидетельство о гос. аккредитации № 3210 от 24.07.2019

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Свыше 700 многоквартирных домов отремонтируют до конца года в Подмосковье

    https://ria.ru/20210804/remont-1744371226.html

    Свыше 700 многоквартирных домов отремонтируют до конца года в Подмосковье

    Свыше 700 многоквартирных домов отремонтируют до конца года в Подмосковье — РИА Новости, 04.08.2021

    Свыше 700 многоквартирных домов отремонтируют до конца года в Подмосковье

    Министерство жилищно-коммунального хозяйства Подмосковья заявило о планах отремонтировать до конца года фасады 600 многоквартирных домов. Всего с начала года в… РИА Новости, 04.08.2021

    2021-08-04T16:55

    2021-08-04T16:55

    2021-08-04T16:55

    новости подмосковья

    московская область (подмосковье)

    /html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

    /html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

    https://cdn24.img.ria.ru/images/156260/92/1562609255_0:147:1501:991_1920x0_80_0_0_f89bac7ece982620961f09a81826676a.jpg

    МОСКВА, 4 авг — РИА Новости. Министерство жилищно-коммунального хозяйства Подмосковья заявило о планах отремонтировать до конца года фасады 600 многоквартирных домов. Всего с начала года в рамках региональной программы капремонта приведено в надлежащий вид 120 фасадов. Об этом сообщил телеканал «360».Министр ЖКХ Подмосковья Антон Велиховский обратил внимание на то, что архитектурная концепция разрабатывается по каждому дому, где предполагается ремонт фасада. Отмечается, что в ходе работ применяются современные технологии утепления, а материалыобладают негорючими свойствами. Используются три типа: с применением тонкого наружного слоя, бескаркасная система и навесной фасад.»Применяемые технологии утепления фасадов не только повышают энергетический класс зданий, но и поддерживают в помещениях круглогодично комфортный климат и температуру воздуха», – подчеркнул гендиректор Фонда капитального ремонта общего имущества многоквартирных домов Московской области Валерий Николов.Программа капремонтастартовала в Подмосковье в 2014 году. В нее включили свыше 44 тысяч многоквартирных домов.

    московская область (подмосковье)

    РИА Новости

    [email protected]

    7 495 645-6601

    ФГУП МИА «Россия сегодня»

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

    2021

    РИА Новости

    [email protected]

    7 495 645-6601

    ФГУП МИА «Россия сегодня»

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

    Новости

    ru-RU

    https://ria.ru/docs/about/copyright.html

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

    РИА Новости

    [email protected]

    7 495 645-6601

    ФГУП МИА «Россия сегодня»

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

    https://cdn25.img.ria.ru/images/156260/92/1562609255_0:0:1333:1000_1920x0_80_0_0_f6c8501aabf527abbd1bb58466f85a15.jpg

    РИА Новости

    [email protected]

    7 495 645-6601

    ФГУП МИА «Россия сегодня»

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

    РИА Новости

    [email protected]

    7 495 645-6601

    ФГУП МИА «Россия сегодня»

    https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

    московская область (подмосковье)

    МОСКВА, 4 авг — РИА Новости. Министерство жилищно-коммунального хозяйства Подмосковья заявило о планах отремонтировать до конца года фасады 600 многоквартирных домов. Всего с начала года в рамках региональной программы капремонта приведено в надлежащий вид 120 фасадов. Об этом сообщил телеканал «360».

    Министр ЖКХ Подмосковья Антон Велиховский обратил внимание на то, что архитектурная концепция разрабатывается по каждому дому, где предполагается ремонт фасада. Отмечается, что в ходе работ применяются современные технологии утепления, а материалыобладают негорючими свойствами. Используются три типа: с применением тонкого наружного слоя, бескаркасная система и навесной фасад.

    «Применяемые технологии утепления фасадов не только повышают энергетический класс зданий, но и поддерживают в помещениях круглогодично комфортный климат и температуру воздуха», – подчеркнул гендиректор Фонда капитального ремонта общего имущества многоквартирных домов Московской области Валерий Николов.

    Программа капремонтастартовала в Подмосковье в 2014 году. В нее включили свыше 44 тысяч многоквартирных домов.

    Семь технологий, на которые стоит обратить внимание в 2021 году

    Этот год выглядит многообещающим для развития технологий. От достижений в области вакцин до обоняния, нейробиологии и масс-спектрометрии исследователи описывают инструменты и методы, вызывающие интерес в их дисциплинах.

    НИК ДЖЕКСОН: Термостабильные вакцины

    Руководитель программ и технологий для исследований и разработок в CEPI в Лондоне.

    В Коалиции за инновации в обеспечении готовности к эпидемиям (CEPI), глобальной коалиции, созданной в 2017 году для разработки вакцин против возникающих инфекционных заболеваний, мы заинтересованы в технологиях вакцин, которые обеспечивают скорость, масштабирование и доступность.Это включает скорость, с которой вакцины доказывают свою безопасность и эффективность, и то, как их можно производить в больших масштабах и доставлять уязвимым группам населения, чтобы каждый имел доступ.

    Никогда еще это не было более актуальным, чем во время продолжающейся пандемии COVID-19, во время которой вакцины с информационной РНК внутри липидных наночастиц перешли от последовательности к клинической проверке концепции и промежуточному анализу в рекордно короткие сроки. Биотехнологической компании Moderna и фармацевтической компании Pfizer потребовалось менее четырех месяцев, чтобы перейти от последовательности испытаний к фазе I, что невероятно, когда разработка обычно занимает годы или десятилетия.Эти вакцины уже распространяются среди населения для использования в экстренных случаях.

    Но их можно заставить работать еще лучше. Одним из мощных недавних нововведений стало использование ионизируемых липидов в наночастицах, которые доставляют мРНК в клетки 1 . Частицы остаются нейтральными при физиологическом pH, но когда они попадают в эндосому клетки, они накапливают заряд в кислой среде органеллы, что затем способствует высвобождению полезной нагрузки ее мРНК. Следующее поколение ионизируемых липидных наночастиц, находящихся в стадии разработки, будет использовать процесс связывания с рецептором для нацеливания частиц на определенные ткани или типы клеток.

    Другие инновации улучшают доступ. В некоторых технологиях, например, используются молекулы сахара для обеспечения эффективной сублимационной сушки без повреждения усовершенствованной структуры или состава вакцин, что упрощает их хранение и транспортировку.

    Еще одним направлением увеличения доступа к вакцинам является разработка портативной технологии печати РНК. У немногих стран есть капитал и опыт для производства высококачественных вакцин в больших масштабах, но в феврале 2019 года CEPI инвестировала 34 миллиона долларов США в усилия биофармацевтической компании CureVac по разработке полностью транспортабельной единицы, которая могла бы позволить областям с низким уровнем ресурсов производить свою собственную мРНК. вакцина.Подобное нововведение сделает вакцины еще более доступными. И это дает представление о будущем: это означает, что больше стран будут лучше подготовлены к неизбежной следующей вспышке.

    OFER YIZHAR: Голограммы в мозге

    Системный нейробиолог из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль.

    Оптогенетика — методы контроля активности определенных клеток и цепей мозга — вызвала ажиотаж в области нейробиологии с момента ее появления в 2005 году.Я ожидаю, что в 2021 году эти инструменты окажут еще большее влияние.

    С помощью оптогенетики исследователи могут направить свет на ткань, и все нейроны, которые выражают этот инструмент, будут реагировать. Однако на самом деле деятельность мозга имеет гораздо больше нюансов. Нейроны реагируют только на определенные раздражители. Время имеет значение; последовательность имеет значение; нейроны редко срабатывают все вместе. С 2005 года оптогенетика позволяла нам манипулировать определенными типами нейронов, но все еще не могла воспроизвести языковые клетки, которые используют для общения друг с другом.

    Чтобы устранить этот недостаток, некоторые нейробиологи разработали новые светочувствительные белки — например, изменив цвет света, который активирует канал, или заставив канал оставаться открытым дольше. Некоторые из этих модифицированных белков позволили нам более точно стимулировать нейроны с помощью двухфотонного возбуждения — метода визуализации живых тканей с высоким разрешением. Однако существуют пределы того, насколько быстро лазерный луч может активировать отдельные нейроны, и это ограничивало то, насколько надежно мы могли бы разработать шаблоны стимуляции, имитирующие естественную активность.

    В то же время другие компании сделали успехи в оптике. За последние несколько лет голография и другие оптические подходы для манипуляции с одним нейроном стали достаточно зрелыми, чтобы их можно было применять в неспециализированных лабораториях. Разделив лазерный свет на множество лучей, которые формируют форму нейронов, можно генерировать голограммы для точной стимуляции нейронов в сложных временных моделях в трех измерениях 2 .

    В то время как один лазерный луч может стимулировать нейрон за 10-20 миллисекунд, голография позволяет стимулировать эту клетку менее чем за миллисекунду — значительно быстрее, чем 4-5 миллисекунд, которые обычно требуются для передачи сигнала от одного нейрона к другому. .Вы также можете создавать несколько голограмм одновременно или в определенной последовательности.

    Этот тип экспериментов раньше ограничивался специализированными лабораториями, обладающими ноу-хау для создания специализированных микроскопов. Теперь производители микроскопов, такие как Bruker и 3i, включили голографию в свои системы двухфотонной визуализации. Нейробиологи могут делать снимки в микроскоп, отмечать нейроны, которые они хотят активировать, а программное обеспечение генерирует голограммы, соответствующие этим паттернам активации. С конвергентным развитием оптогенетических инструментов и оптических методов мы можем начать исследовать нейронный код с точностью до одного нейрона.

    АЛИСИЯ ЧЕНОУЕТ: Создание лучших антител

    Онкологический иммунолог Королевского колледжа Лондона и сопредседатель исследовательской конференции Гордона по биологии и инженерии антител 2022 года.

    Антитела используются в качестве терапии с середины 1990-х годов. Однако только в последние пару лет, когда ученые выяснили, как структура антител влияет на их функцию, мы действительно начали раскрывать их потенциал. В условиях продолжающейся пандемии терапия антителами приобрела новую актуальность.

    Большинство методов лечения антителами представляют собой обычные немодифицированные антитела, которые связываются с определенной мишенью — например, с белком на поверхности вируса или опухолевой клетки. Однако многие из этих антител неэффективны при задействовании иммунных клеток для избавления от материала-мишени. С достижениями молекулярной биологии мы можем быстро модифицировать антитела, чтобы они лучше использовали иммунную систему для борьбы с болезнью 3 .

    Моя лаборатория использовала для этого две разные стратегии.Используя платформу PIPE (полимеразное неполное удлинение праймера), быстрый и эффективный метод молекулярного клонирования, разработанный в Институте геномики исследовательского фонда Novartis в Сан-Диего, Калифорния, мы ввели точечные мутации в антитела, чтобы облегчить им взаимодействие. с естественными клетками-киллерами, что увеличивает гибель раковых клеток в модели рака груди у мышей.

    Отдельно мы начали исследования антител на основе иммуноглобулина Е (IgE).Большинство терапевтических антител основаны на остове иммуноглобулина G. Люди обычно думают об IgE как об этом действительно ужасном антителе, вызывающем аллергические реакции. Однако на самом деле, если вы используете антитела IgE, чтобы развязать это мощное воспаление, это может быть отличным способом нацеливания на раковые клетки для уничтожения 4 .

    Прелесть сконструированных антител в том, что благодаря своей универсальности они могут применяться практически при любом заболевании, если у вас есть на что нацеливаться. Итак, пока мы изучаем рак, другие ученые создают антитела, которые отключают иммунную систему для лечения аутоиммунных заболеваний и аллергии или помогают иммунному ответу против инфекционных заболеваний, включая COVID-19.Возможности действительно безграничны.

    КОРАЛ ЧЖОУ: одноклеточная сила трех

    Клеточный биолог и биолог развития из Калифорнийского университета в Беркли и сопредседатель исследовательской конференции Гордона по хромосомной динамике 2021 года.

    Клетки организма выполняют множество различных функций. Тем не менее, все они происходят из одной клетки и одного генома. Как одна клетка дает начало всем этим различным типам?

    Я в восторге от трех новых технологий секвенирования отдельных клеток, которые могут помочь решить этот вопрос на самых ранних стадиях эмбрионального развития.Один использует Hi-C — метод изучения трехмерной архитектуры генома — для изучения материнских и отцовских хромосом в отдельных клетках эмбрионов мыши на разных стадиях раннего развития. Используя этот подход, исследователи сообщили в марте прошлого года, что родительские геномы не смешиваются сразу после оплодотворения — есть момент между стадией 1- и 64-клеток, когда структура материнского генома отличается от родительского генома 5 . Хотя мы не знаем точно, почему существует эта краткая асимметрия, авторы предполагают, что она играет роль в установлении программ экспрессии генов, специфичных для пола, на более поздних этапах развития.До тех пор я не думаю, что у нас была технология, чтобы открыть что-то подобное.

    Другой метод, называемый CUT & Tag, отслеживает определенные биохимические «метки» на геноме, чтобы помочь ученым изучить, как эти химические модификации включают и выключают гены в отдельных живых клетках 6 , в то время как SHARE-seq объединяет два метода секвенирования для идентификации областей генома которые доступны для молекул, активирующих транскрипцию 7 .

    Применяя эти инструменты к развивающемуся эмбриону, мы можем создать дорожную карту того, как конкретные особенности геномной архитектуры определяют судьбу клетки по мере развития эмбриона.

    ТАКАНАРИ ИНОУЭ: Ощущение силы

    Биолог по синтетическим клеткам в Медицинской школе Джонса Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, был соорганизатором подгруппы по инструментам и устройствам для клеточной биологии на конференции Американского общества клеточной биологии 2019 .

    Помимо факторов роста и других молекул, клетки также ощущают физическую силу. Ощущение силы может регулировать экспрессию генов, их пролиферацию, развитие и, возможно, рак.

    Силу трудно изучать, потому что вы видите только ее эффекты — когда вы что-то толкаете, возникает деформация или движение.Но теперь, используя два передовых инструмента для визуализации и управления силой в живых клетках, ученые могут исследовать причинно-следственные связи между физической силой и клеточными функциями, как никогда раньше.

    GenEPi, разработанный Швейцарским федеральным технологическим институтом (ETH) в Цюрихе, объединяет две молекулы. Один из них, называемый Piezo1, представляет собой ионный канал, который проводит ионы кальция через свои поры, когда чувствует напряжение на клеточной мембране. Эти ионы обнаруживаются второй молекулой, которая светится ярче, когда связывается с кальцием.

    В предыдущих исследованиях использовались физические датчики или другие инвазивные устройства для изучения воздействия силы на клетки. С GenEPi вы можете изучать интактные клетки в физиологически значимых условиях. И в отличие от предыдущих датчиков, которые широко контролируют цитоплазматический кальций, GenEPi измеряет только активность кальция, связанную с ощущением силы через Piezo1. В качестве доказательства принципа исследователи изменили флуоресценцию GenEPi, стимулируя клетки сердечной мышцы с помощью наконечника кантилевера атомно-силового микроскопа 8 .

    Второй инструмент, ActuAtor, был создан с использованием ActA, белка патогенной бактерии Listeria monocytogenes . Когда бактерия заражает хозяйскую клетку млекопитающего, ActA захватывает механизмы хозяина, чтобы запустить полимеризацию актина на поверхности микроба. Это создает силу, которая проталкивает бактерии через цитоплазму.

    Мы перепрофилируем этот захват, конструируя ActA, чтобы полимеризовать актин в определенных местах внутри клеток при получении светового или химического стимула. 9 .С ActuAtor мы можем оказывать силу глубоко внутри клеток. Например, мы высвободили ActuAtor на поверхности митохондрий, в результате чего органеллы измельчились за считанные минуты. Мы обнаружили, что эти поврежденные митохондрии более восприимчивы к деградации в результате митофагии, но ключевые митохондриальные функции, такие как синтез АТФ, не были затронуты.

    Раньше было трудно справиться с такими процессами, потому что у нас не было инструментов для специфической и неинвазивной деформации органелл в живых клетках. Насколько нам известно, ActuAtor — один из первых инструментов, который может это сделать.

    Ручка MasSpec

    Genio Technologies предназначена для обнаружения опухолевых тканей и их границ. Фото: д-р Джеймс Сулиберк / Медицинский колледж Бейлора

    ЛИВИЯ ШИАВИНАТО ЭБЕРЛИН: масс-спектрометрия в клинике

    Химик-аналитик Техасского университета в Остине, соучредитель и главный научный сотрудник Genio Technologies, Талса, Оклахома, и вице-сопредседатель 2021 Chemical Imaging Gordon Research Конференция.

    Масс-спектрометрия позволяет быстро анализировать от сотен до тысяч молекул из сложных образцов с высокой чувствительностью и химической специфичностью.Биомедицинские исследования этих методов в основном сводятся к двум крайностям. Некоторые ученые разрабатывают высокоэффективные технологии для более глубокого исследования биологических тканей. Исследователи в нашей лаборатории упрощают инструменты масс-спектрометрии, чтобы врачи могли использовать их для принятия клинических решений.

    MALDI (матричная лазерная десорбция / ионизация) — это технология масс-спектрометрической визуализации, которая использовалась для анализа биологических тканей. Но высвобождение молекул из тканей и их ионизация в условиях вакуума может быть обременительным.В 2017 году исследователи разработали систему MALDI, которая позволила им манипулировать ионами на открытом воздухе, а не в условиях вакуума 10 . Эта разработка упростила процесс MALDI и позволила комбинировать его с другими технологиями, включая флуоресцентную in situ гибридизационную микроскопию , биолюминесцентную визуализацию, визуализацию блочного лица и магнитно-резонансную томографию. Эти мультимодальные возможности позволили исследователям, например, исследовать взаимодействия хозяина и микроба и метаболические изменения с большей молекулярной и гистологической точностью, чем это было возможно ранее. 11 , 12 .

    С клинической точки зрения наша лаборатория создала MasSpec Pen, портативную масс-спектрометрическую систему, которая помогает хирургам идентифицировать опухолевые ткани и их границы. 13 . Наше устройство ориентировано на метаболиты — конечные продукты ферментативных реакций в организме, которые позволяют отличить нормальную ткань от ткани опухоли. В ходе процесса на ткань наносится капля воды, растворяются метаболиты, а затем молекулярное содержимое отправляется на масс-спектрометр для анализа. Мы уже знаем молекулярные профили, которые характеризуют метаболизм в нормальной ткани по сравнению с опухолевой тканью в лаборатории.Сейчас тестируем инструмент в операционной 14 .

    В этом году мы планируем продолжить тестирование MasSpec Pen у людей, перенесших операции по поводу рака груди, яичников и поджелудочной железы или роботизированные операции по удалению рака простаты. Мы передали лицензию на использование этой технологии компании Genio Technologies.

    ЧОНГ-ХЫН ЛИ: Вынюхивая болезнь

    Специалист по материалам Корейского университета в Сеуле и член руководящего комитета Международного совещания по химическим датчикам 2021 года.

    Для обнаружения смесей газов, которые могут указывать на экологические риски или заболевания, включая COVID-19, исследователи хотели бы имитировать человеческое обоняние, чтобы узнать, что мы чувствуем. Однако, в отличие от зрения, слуха и осязания, химические сенсоры обоняния сложны. Они включают обнаружение смесей из нескольких сотен или даже тысяч химических веществ, часто в следовых концентрациях.

    В моей лаборатории мы используем несколько подходов к разработке нового поколения искусственного обоняния 15 .Один из них предполагает увеличение разнообразия газочувствительных материалов с использованием двухслойной конструкции. Например, мы могли бы покрыть каждый из 10 различных сенсорных материалов 10 каталитическими слоями, которые точно настраивают газочувствительные характеристики каждого материала, чтобы в общей сложности получить 10×10 или 100 различных сенсоров. Это намного проще, чем наносить по отдельности 100 различных чувствительных материалов.

    Нам также нужно заставить датчики реагировать быстрее. Одна из стратегий состоит в том, чтобы сделать чувствительный материал пористым, имитируя иерархические структуры природы, такие как деревья, которые увеличивают площадь поверхности для поглощения солнечного света для фотосинтеза, или легкие, которые имеют большую площадь поверхности в небольшом объеме, что обеспечивает максимальную транспортировку от основных сосудов дыхательных путей к ним. более мелкие ветви.

    Технология искусственного обоняния может использоваться для медицинской диагностики, например, для обнаружения более высоких концентраций оксида азота в дыхании людей, страдающих астмой. Другие приложения включают мониторинг загрязнения воздуха, оценку качества продуктов питания и интеллектуальное сельское хозяйство на основе сигналов от гормонов растений.

    Отбор циркулирующих опухолевых клеток по размеру с использованием технологии Vortex

    Для прогноза рака и управления его лечением критически необходима недорогая альтернатива радиационно-интенсивной КТ и ПЭТ на основе крови.«Жидкие биопсии» циркулирующих опухолевых клеток (ЦКО) из относительно неинвазивного анализа крови особенно идеальны, поскольку их можно регулярно повторять для получения актуальной молекулярной информации о раке, что также откроет ключевые возможности для персонализированного лечения. . Помимо исключительно диагностических приложений, ЦОК также представляют интерес для разработки лекарств и исследований рака. В этой статье мы адаптируем ранее представленную технологию, сочетающую использование микромасштабных вихрей и инерционной фокусировки, специально для экстракции ЦОК высокой чистоты из образцов крови.Во-первых, мы систематически меняли параметры, включая размеры каналов и скорость потока, чтобы получить оптимальное устройство, обеспечивающее максимальную эффективность и чистоту улавливания. Во-вторых, мы проверили окончательное устройство для захвата линий раковых клеток в крови, учитывая несколько факторов, включая эффект разведения крови, лизис эритроцитов и деформируемость клеток, продемонстрировав при этом жизнеспособность и независимость клеток от экспрессии EpCAM. Наконец, в качестве подтверждения концепции, ЦКО были успешно извлечены и подсчитаны из крови пациентов с грудью (N = 4, 25-51 ЦКО на 7.5 мл) и рака легких (N = 8, 23–317 ЦОК на 7,5 мл). Важно отметить, что образцы были очень чистыми с ограниченным загрязнением лейкоцитами (чистота 57-94%). Этот подход Vortex предлагает значительные преимущества по сравнению с существующими технологиями, особенно с точки зрения времени обработки (20 минут для 7,5 мл цельной крови), концентрации образца (сбор клеток в небольшом объеме до 300 мкл), применимости к различным типам рака, целостности клеток. и чистота. Мы ожидаем, что его простота будет способствовать широкому применению клиницистами и биологами, которые хотят не только подсчитывать ЦОК, но и раскрывать новую биологию ЦОК, такую ​​как уникальные генные мутации, секреция везикул и роль в метастатических процессах.

    сотовых технологий | AltTox.org

    Последнее обновление: 11 января 2017 г.
    Обзор

    Культивируемые клетки животных и человека уже много десятилетий используются в биомедицинских исследованиях (Rodríguez-Hernández et al., 2014). Культивированные клетки обычно используются в токсикологических экспериментах для определения биологических эффектов химических веществ и лекарств (механизмы действия) и в скрининговых анализах для определения относительной токсичности веществ.Целью токсикологии in vitro является разработка ряда клеточных и органотипических моделей и анализов, способных заменить животных в различных тестах на токсичность, которые используются для прогнозирования токсических эффектов для человека от воздействия химических веществ и ингредиентов продуктов.

    Такие методы, как выращивание клеток в виде одного слоя на пластиковых пластинах, обычно недостаточны для воспроизведения поведения in vivo и ответов клеток и тканей. Следовательно, каждый метод тестирования на основе клеток включает (а) разработку клеточной / органотипической модели, которая воспроизводит ткань in vivo (т.е.е., который является биологически значимым), и (b) использование этой биологически значимой модели в одном или нескольких биологически значимых анализах / тест-системах для оценки токсического ответа (-ов) на вещество. проходит тестирование. Поскольку тесты на целых животных связаны со значительной биологической сложностью, обычно требуется более одной модели / анализа in vitro , чтобы воспроизвести ключевые реакции биологической токсичности и предоставить достаточные данные для замены любых конечных точек здоровья человека, оцениваемых в рамках нормативного тестирования.

    В некоторых случаях методов in vitro будут частью схемы тестирования, интегрированной с другими методами, такими как -омика (геномика, протеомика, метаболомика), (количественная) взаимосвязь структурной активности или (Q) анализ SAR, другие в Silico методы и вычислительные подходы и / или анализ поддержки принятия решений. В конечном итоге вся информация будет интегрирована в подход системной биологии для принятия решений по оценке опасностей.

    Каждый новый метод тестирования и / или тестовая система для нормативного тестирования должны систематически оцениваться, чтобы продемонстрировать свою пригодность для прогнозирования неблагоприятных реакций человека.В 1990-х годах критерии и процессы валидации методов испытаний были установлены Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) и европейскими и американскими центрами валидации (ECVAM и ICCVAM) и в 2005 году были объединены в одно согласованное руководство — OECD. Руководящий документ по валидации и международному признанию новых или обновленных методов испытаний для оценки опасности (№ 34) (OECD, 2005). Эти процедуры были адекватны для установления достоверности некоторых автономных анализов, но их использование данных на животных в качестве сравнительных данных для оценки эффективности нового метода испытаний всегда было проблематичным.Например, данные о животных считаются собственностью большинства компаний и поэтому не всегда доступны. То, что доступно, имеет ограниченное использование из-за различий в протоколах испытаний на животных, вариабельности результатов, изменений чистоты и / или производственных процессов ранее протестированных веществ и других проблем. Кроме того, нет способа проверить новый метод, который работает лучше, чем метод испытаний на животных, но не соответствует результатам испытаний на животных. Методология валидации тестовых батарей и комплексных методов тестирования также требует дальнейшего рассмотрения.Это одна из многих проблем, которые ждут инновационных и предприимчивых ученых, желающих заняться этой сложной областью, которая не менее сложна с биологической точки зрения, чем BRAIN Initiative или Cancer Moonshot.

    Основы клеточной культуры

    Автор: Шерри Л. Уорд, редактор AltTox

    Клетки — Что такое клетка?

    Клетки являются основным строительным блоком всех организмов. Различные типы клеток человека являются строительными блоками всех тканей и органов человека.Общее количество клеток в организме человека оценивается в 37,2 триллиона (3,72 x 10 13 ) клеток (Bianconi et al., 2013).

    Основные компоненты клетки млекопитающего (Источник: iStockphoto).

    Клетки человека микроскопические и имеют размер от 8 до 130 мкм. Интерактивное изображение «Размер и масштаб ячейки» можно использовать для сравнения размеров нескольких типов ячеек с другими общими объектами (используйте ползунок под изображением).

    Основными частями клетки являются:

        • Клеточная мембрана — проницаемая мембрана, которая окружает клетку, отделяя ее от остального мира и сохраняя неповрежденным содержимое клетки
        • Цитоплазма — жидкость внутри клетки
        • Ядро — большая, несколько округлая и центральная органелла, которая содержит ДНК или генетический материал клетки.
        • Органеллы — структуры, обнаруженные в цитоплазме клетки, необходимые для выполнения физиологических процессов в клетке; органеллы включают ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, лизосомы и аппарат Гольджи. Цель проведения экспериментов по изучению физиологических процессов человека.Клетки, которые изолированы и выращены в лаборатории, также могут быть заморожены и сохранены для дальнейшего использования. Этот метод называется криоконсервацией. Асептический метод должен использоваться на всех этапах, на которых клетки изолированы и поддерживаются, и включает использование оборудования и процессов, которые предотвращают заражение клеток бактериями и другими микроорганизмами. Примеры асептической техники включают использование стерилизованных инструментов и посуды для культивирования, которые контактируют с клетками, и использование вытяжных шкафов с ламинарным потоком воздуха для проведения процедур, при которых стерильное оборудование должно быть открыто.Специальное оборудование, расходные материалы и реагенты для клеточных культур были разработаны и коммерчески доступны, так что клетки можно изолировать и поддерживать без загрязнения.

          Клетки, выращенные в лаборатории, часто культивируют на пластиковых чашках, где они образуют слой клеток (иногда несколько слоев в зависимости от типа клеток), а клетки покрывают жидкой средой, содержащей питательные вещества, необходимые для их поддержания и роста. Этот метод называется однослойной (или двумерной (2D)) культурой клеток, и он позволяет быстро размножаться, так что для экспериментов доступно большое количество клеток.Для поддержания культур клеток в лаборатории в течение долгого времени используются шкафы, контролирующие факторы окружающей среды (температура, влажность, уровень кислорода и т. Д.).

          До относительно недавнего времени клетки / клеточные линии, используемые для создания моделей на основе клеток человека, были либо первичными, либо иммортализованными клетками. Первичные клетки — это клетки, выделенные непосредственно из ткани, а затем выращенные в лаборатории. С другой стороны, бессмертные клеточные линии содержат модификации генов, которые увеличивают их способность к пролиферации и выживанию в культуре.У обоих этих типов клеточных линий есть свои преимущества и недостатки (см. Ниже раздел «Первичные клетки против клеточных линий для токсикологии in vitro, »). Как первичные, так и иммортализованные клеточные линии могут изменяться с течением времени в культуре, поэтому количество раз, когда конкретная клеточная линия может быть «пассирована» (т. Е. Выращена и разделена на новые культуры для увеличения количества клеток, доступных для экспериментов), должно быть определено, когда клеточная линия охарактеризована. Возникающая возможность заключается в использовании третьего типа клеток, стволовых клеток, для разработки моделей на основе клеток.Основная информация о типах стволовых клеток и их использовании в тестировании на токсичность обсуждается в другом разделе (см. Раздел ниже, Stem Cell Basics ).

          Многие типы клеток имеют характерную морфологию (их форму и внешний вид), которые можно увидеть, увеличив клетки с помощью микроскопа. Однако, чтобы конкретно идентифицировать тип клеток в культуре, клетки должны быть дополнительно охарактеризованы, а затем те же методы могут быть использованы позже для проверки идентичности клеток.Методы характеристики клеток включают: морфологию, идентификацию клеточно-специфических белков внутри и / или на поверхности клеток, генетический анализ и функциональный анализ.

          Существует также ряд вопросов контроля качества, которые необходимо решать при выделении и / или использовании клеток для исследований или испытаний, которые охватываются руководящими принципами надлежащей лабораторной практики (GLP) и надлежащей практики культивирования клеток (GCCP) (см. Раздел ниже, Требования к качеству: GLP, GCCP ).

          Микроскопия — Как визуализировать клетки

          Отдельные клетки млекопитающих не видны невооруженным глазом.Однако при культивировании клеток в лаборатории можно использовать оптические инструменты, называемые микроскопами, для увеличения клеток, чтобы их можно было визуально наблюдать.

          Микроскопия используется для отслеживания роста живых клеток в планшетах для культивирования тканей, которые размножаются для экспериментов. В рамках экспериментов клетки или ткани часто фиксируют и окрашивают перед микроскопическим просмотром. Большинство ученых знакомы с использованием световой и фазово-контрастной микроскопии. Методы, называемые сканирующей и просвечивающей электронной микроскопией (SEM и TEM, соответственно), используются для еще большего увеличения, но могут использоваться только с фиксированными, неживыми образцами.

          Новые методики визуализации позволяют нам выйти за рамки статических изображений клеток и получить данные о функциональных молекулах в трехмерных (3D) жизнеспособных культурах клеток с течением времени. Изменения внутри клеток и их реакцию на стимулы можно наблюдать в реальном времени с помощью визуализации живых клеток (Molecular Expressions ™, 2015; Weitzman, 2016). Визуализация живых клеток может выполняться с использованием различных типов микроскопии, в том числе конфокальной (Molecular Expressions ™, 2015), и требует наличия камеры с контролируемой средой на предметном столике микроскопа для поддержания окружающей среды клеток при их наблюдении.Визуализация живых клеток — это чрезвычайно мощный инструмент, который выходит за рамки визуализации клеточных структур и способствовал нашим знаниям о расположении, функциях и взаимодействиях белков в клетках. Питер О’Тул рассказывает нам в видео Making Light Work , почему «микроскопия — это технология номер один, которую должны использовать все биологи».

          Для микроскопической визуализации клетки и клеточные компоненты обычно каким-либо образом маркируются. Что касается визуализации живых клеток, то беспокойство по поводу маркировки включает в себя вопрос о том, влияет ли метод на жизнеспособность клеток и / или нарушает клеточную функцию.Рабочей лошадкой для мечения клеток был белок с флуоресцентными метками, простота использования и широкая доступность, но с техническими ограничениями (автофлуоресценция и фотообесцвечивание) и возможностью фототоксического повреждения клеток. Методы молекулярной биологии могут использоваться для трансфекции кДНК в культивируемые клетки, которые сигнализируют клеткам об экспрессии специфических белков, меченных зеленым флуоресцентным белком (GFP). Клетки, экспрессирующие GFP-меченые белки, можно визуализировать с помощью микроскопии живых клеток в реальном времени.Ограничения этого метода включают потенциальные артефакты и возможную потерю функции меченого белка. Тем не менее, маркировка GFP, создание цифровых изображений и достижения в области оборудования для микроскопии революционизировали нашу способность визуализировать и понимать функционирование живых клеток.

          Клеточные анализы — Как клетки используются в экспериментах?

          Растущие инвестиции фармацевтических компаний в открытие лекарств, замену испытаний на токсичность in vivo методами испытаний in vitro, а также увеличение скорости внедрения высокопроизводительных методов скрининга для скрининга лекарственных соединений, основанных на клеточных анализах, являются одними из основных драйверы роста рынка.

          Биологический анализ можно определить как «процедуру определения концентрации, чистоты и / или биологической активности вещества путем измерения его воздействия на организм, ткань, клетку, фермент или рецепторный препарат по сравнению со стандартным препаратом. . » Таким образом, клеточный анализ — это процедура для определения некоторого биологического эффекта тестируемого вещества с использованием клеточной системы. Клеточные анализы включают использование метода обнаружения для измерения биологического эффекта, который обычно включает в себя какой-либо тип спектроскопического обнаружения (например,г., колориметрия, люминесценция, флуоресценция).

          Различные типы анализов цитотоксичности являются наиболее распространенным типом клеточных анализов. Они включают обработку культивированных клеток тестируемым веществом, а затем использование метода обнаружения для количественной оценки реакции клеток при различных дозах и / или времени после воздействия тестируемого вещества. Также могут быть разработаны анализы для измерения изменений в конкретном клеточном компоненте, таком как экспрессия белка. Дополнительные типы клеточных анализов включают: метаболизм, связывание рецепторов, окислительный стресс, пролиферацию клеток, морфологию клеток, передачу сигналов клеток, клеточную адгезию и миграцию клеток.

          Видео Подготовка культур и посев иллюстрирует некоторые общие этапы подготовки клеток для использования в клеточном анализе. Различные компании предлагают реагенты, приборы, клетки и даже полные наборы для проведения клеточных анализов, и многие контрактные испытательные лаборатории предлагают услуги клеточного тестирования. Многие из этих компаний также предоставляют публикации, видео и / или консультационные услуги, чтобы помочь в выборе наилучшего метода (ов) для получения необходимой информации.

          Компании, производящие регулируемые продукты, включая лекарства, химические вещества и определенные потребительские товары, как правило, используют методы клеточного скрининга, поддерживаемые базами данных эталонных данных испытаний. Однако для нормативных документов метод тестирования должен быть признан действительным агентством, либо необходимо предоставить достаточные данные, чтобы убедить агентство в том, что метод действителен и достаточен для указанного использования.

          Новые методы, использующие культивируемые клетки, включают высокопроизводительные и высокопроизводительные скрининговые анализы, а также устройства и анализы для микрожидкостных культур клеток.Технологии визуализации клеток сочетаются с высокопроизводительными анализами клеточного скрининга с высоким содержанием в качестве многопараметрических анализов, иногда называемых оценками безопасности на основе клеток, для раннего выявления проблемных лекарств или химических веществ.

          Перед использованием в качестве модели исследования или тестирования модель in vitro на основе клеток должна быть тщательно охарактеризована на предмет того, насколько хорошо она воспроизводит ключевые физиологические параметры той же ткани in vivo ; особенно те особенности, которые связаны с оцениваемой конечной точкой (Ward et al., 2003). Эти параметры характеристики будут варьироваться в зависимости от типа клетки / ткани и, возможно, от предполагаемого использования модели in vitro . Ключевые параметры, определенные как полезные / необходимые для характеристики модели на основе клеток, могут затем служить в качестве основы для оценки изменений в микросреде клетки по мере оптимизации условий культивирования. Строгая характеристика часто бывает ненадежной из-за затрат и времени; однако данные, полученные на основе плохо продуманных / описанных моделей, могут дать нерелевантные, невоспроизводимые или даже вводящие в заблуждение результаты.

          Клеточные тесты на токсичность — Использование клеток для идентификации токсичных веществ

          В отчете Национального исследовательского совета США за 2007 год « Тестирование на токсичность в 21 веке: видение и стратегия » прогнозируется сдвиг в направлении токсичности. тестирование от in vivo, методов и до in vitro, и других методов, не связанных с животными. Клеточные анализы в качестве ключевых компонентов тестовых батарей и / или многоуровневых или интегрированных схем тестирования для прогнозирования конечных точек токсичности для человека будут ключевой технологией, используемой для достижения этой цели.Роль клеточных анализов в токсикологии и тестировании на токсичность неуклонно возрастала за последние несколько десятилетий, однако их валидация и принятие для целей нормативного тестирования были медленными и проблематичными. До сих пор в валидационных исследованиях оценивались только автономные клеточные анализы, и, хотя некоторые из них были рекомендованы для использования в качестве скрининговых анализов или в качестве компонента многоуровневой или интегрированной схемы испытаний, немногие из них были одобрены в качестве полной замены для метод испытаний на животных.

          Анализы для оценки цитотоксичности или гибели клеток являются наиболее распространенным типом клеточных анализов, используемых при тестировании на токсичность. Они включают обработку культивируемых клеток увеличивающимися дозами исследуемого вещества, а затем использование одного из многих доступных методов для количественного определения процента живых и / или мертвых клеток при каждой дозе. Конечная точка при некотором проценте гибели или жизнеспособности клеток затем используется для сравнения относительного эффекта различных тестируемых веществ. Общие анализы для измерения цитотоксичности клеток включают утечку лактатдегидрогеназы (ЛДГ), снижение содержания тетразолиевого красителя МТТ и поглощение нейтрального красного (NRU) (DB-ALM; Fotakis & Timbrell, 2006; Grant et al., 1992). Некоторые функциональные анализы клеток, такие как проницаемость флуоресцеина через клеточные слои (TEP) и нарушение клеточных плотных контактов (TER), также, как было обнаружено, коррелируют с жизнеспособностью клеток при оценке реакции на дозу (Ward et al., 1997). Видео Новые методы непрерывного мониторинга жизнеспособности и цитотоксичности в реальном времени объясняет некоторые новые методологии оценки цитотоксичности клеток.

          Существует несколько механизмов гибели клеток. Некроз является наиболее распространенным механизмом гибели клеток в результате химического воздействия in vitro и включает быстрый лизис клеток из-за потери целостности клеточной мембраны.Клетки также могут просто перестать размножаться после определенных воздействий или могут подвергнуться типу запрограммированной гибели клеток, называемой апоптозом.

          Клетки считаются основными «строительными блоками» живых организмов. Однако идентичность, поведение и выживание клетки зависят не только от соседних клеток, но и от многих молекулярных путей и биологических процессов, происходящих во всем организме. Это предпосылка — биологическая сложность и взаимосвязанность путей — которая используется токсикологами в отношении целых животных, чтобы предположить, что клеточных анализов никогда не будет достаточно для прогнозирования токсичности для человека.С другой стороны, именно эта сложность всего организма, а также необходимость использования животных моделей для получения данных о токсичности всего организма являются проблематичными, когда дело доходит до понимания человеческих и механических реакций токсичности. Эта «битва» за «лучшую» тестовую модель существует с тех пор, как клеточные биологи, биохимики и токсикологи разработали свои соответствующие исследовательские специальности и предпочтения (С. Уорд, личное наблюдение).

          Существует большая потребность в физиологически значимых анализах на основе клеток человека, которые могут предоставить биомедицинские данные и данные о токсичности, которые нельзя получить на животных моделях или на людях.При текущем росте новых технологий, знаний и методов комплексного анализа данных теперь представляется возможным, что данные редукционистских методов (важным компонентом которых являются клеточные анализы) можно будет собрать в модели, которые могут даже предсказать токсичность для человека. лучше, чем модели на животных.

          Предмаркетинговое нормативное тестирование, хотя и зависит от страны и агентства, требует данных о токсичности, показывающих влияние вещества на ряд конечных показателей здоровья человека. За исключением генотоксичности, данные, в основном используемые для этих нормативных определений, были данными испытаний на животных.Другие конечные точки для здоровья человека, требующие альтернативных подходов к животным для подачи нормативных документов, включают: острую и системную токсичность при повторных дозах, токсикокинетику, канцерогенность, генотоксичность, раздражение / коррозию глаз и кожи, сенсибилизацию кожи, репродуктивную токсичность, эндокринные нарушения, фотобезопасность и иммуотоксичность. Исследования на человеческих клетках, которые обеспечивают понимание механизмов, часто используются в поддержку нормативных документов, но обычно представляются в дополнение к методам испытаний на животных, а не заменяют их.

          С конца 1990-х годов международные органы по валидации провели и / или проанализировали валидационные исследования для ряда новых методов испытаний на токсичность, многие из которых являются клеточными анализами. Методы, признанные действительными международными органами, можно найти в различных таблицах и списках, включая Таблицу проверенных и принятых альтернативных методов AltTox.

          Следующий рубеж — Атлас клеток человека

          Приблизительно 37,2 триллиона клеток в организме человека обычно сгруппированы примерно в 200–300 различных основных типов клеток.Однако новые методы характеристики клеток показывают, что даже внутри того, что кажется однородной популяцией, существует большая изменчивость. Недавние исследования отдельных клеток показывают, что «предположение о том, что все клетки определенного« типа »идентичны», неверно и что «отдельные клетки в одной и той же популяции могут сильно отличаться, и эти различия могут иметь важные последствия для здоровья и функционирования. всего населения ».

          Картирование разнообразия типов клеток человека сравнивалось с картированием генома человека и было определено как следующий рубеж на пути к полному пониманию того, как функционируют биологические организмы.По данным Национального института здоровья США, одного из первых спонсоров инициативы Human Cell Atlas , «у нас есть возможность определить основополагающие принципы, лежащие в основе клеточной организации в тканях человека, которые могут привести к новому уровню понимания во многих научных областях. включая процессы развития и старения, возникновение патологических состояний и способы создания сложных функциональных тканей ».

          Хотя нет необходимости или желательно создавать несколько типов чрезвычайно сложных тканей для замены каждого биоанализа на животных, более глубокое понимание, полученное в результате этой новой исследовательской инициативы по картированию всех типов клеток человека и их взаимодействий, может только способствовать разработке более совершенных в vitro модели / методы тестирования токсичности.

          Ссылки:

          Клеточные анализы и их роль в будущем испытаний на токсичность: Часть I (2008)

          Атлас клеток человека: международные усилия (2016)

          Стволовые клетки и токсичность тестирование, Часть III: Биоинженерные модели тканей человека (2014)

          Библиография:

          Таблица проверенных и принятых альтернативных методов AltTox

          EURL Служба базы данных ECVAM по альтернативным методам экспериментов на животных DB-ALM3 Gibco Cell Culture Basics

          NIH, Руководство по анализу

          Promega, Подготовка культур и посев

          Rodríguez-Hernández, et al.(2014). Клеточная культура: история, развитие и перспективы. Int.J.Curr.Res.Aca.Rev. 2 (12), стр. 188-200.

          Sigma-Aldrich Видео о клеточных культурах

          ThermoFisher Scientific, Введение в клеточную культуру

          Worthington Biochemical Corporation, Руководство по диссоциации тканей

          Первичные клетки в сравнении с клеточными линиями
          9 In vitro для Автор : Альберт П. Ли, доктор философии, In Vitro ADMET Laboratories Inc., 9221 Rumsey Road, Suite 8, Columbia, MD 21045, USA

          Клетки млекопитающих в культуре представляют собой ключевую систему in vitro для определения токсичности ксенобиотиков. Текущая практика включает как первичные клетки (клетки, культивируемые из определенных органов), так и иммортализованные клеточные линии. Рассмотрены преимущества и ограничения первичных клеток по сравнению с клеточными линиями.

          Прежде всего важно уточнить цель оценки токсичности in vitro . Используется термин «альтернативы», означающий «альтернативы испытаниям на животных», который, хотя и подходит для определения цели сокращения использования животных, подрывает главное преимущество оценки in vitro , а именно определение специфических для человека токсичность. In vitro Экспериментальные системы с использованием человеческих клеток или тканевых фракций могут быть использованы для определения специфических для человека свойств ксенобиотиков, которые из-за различий между видами не могут быть легко получены с использованием животных in vivo . Человеческие экспериментальные системы in vitro в настоящее время полностью используются фармацевтической промышленностью и соответствующими государственными регулирующими органами. Ярким примером является то, что Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, Европейское медицинское агентство, Министерство здравоохранения Японии, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Китая выпустили руководящие документы, требующие использования человеческой системы in vitro для определения ключевых свойств лекарств, таких как как метаболическая судьба и лекарственные взаимодействия.Кроме того, модели на животных, используемые для оценки безопасности, должны быть подтверждены информацией о значении для человека, особенно в отношении метаболизма лекарств, на основе результатов in vitro человека. Ключевое неблагоприятное свойство лекарственного средства, потенциал взаимодействия лекарственного средства, требует демонстрации с использованием систем метаболизма человека in vitro , а не животных систем, отличных от человека. Другими словами, человеческие системы in vitro считаются релевантными, в то время как животные, не являющиеся людьми, не имеют такого значения для определения потенциала взаимодействия лекарственного средства.

          Для определения человеческой специфичности следующие ключевые требования к экспериментальной системе in vitro:

          1. Органоспецифичность: Система in vitro должна обладать свойствами, соответствующими рассматриваемым органам. Например, для оценки гепатотоксичности система in vitro должна обладать специфическими для печени свойствами, которые являются ключевыми детерминантами указанной токсичности.
          2. Видоспецифичность: Система in vitro должна обладать специфическими для человека свойствами, относящимися к рассматриваемой токсичности.
          3. Соответствующие конечные точки: Система in vitro должна содержать конечные точки, относящиеся к рассматриваемой токсичности.

          При соблюдении вышеуказанных требований можно логически и научно выбрать подходящие экспериментальные системы для оценки токсичности ксенобиотиков. Теперь мы можем перейти к сравнению первичных клеток и клеточных линий в этом приложении:

          Преимущества первичных клеток:

          1. Видовая специфичность: первичные клетки, полученные из тканей человека, обладают специфическими для человека свойствами.
          2. Органоспецифичность: первичные клетки, полученные из органов человека, обладают органо-специфическими свойствами, хотя специфичность относится к конкретному типу клеток, и что первичные клетки необходимо использовать без ограничения экспериментальных условий (например, продолжительности культивирования), что позволяет проявление органоспецифических свойств.
          3. Конечная специфичность: первичные клетки с большей вероятностью, чем клеточные линии, экспрессируют те же белки и гены, что и их типы клеток in vivo , по крайней мере, на начальном этапе, и, таким образом, обеспечивают лучшую модель для определенных конечных точек.

          Недостатки первичных клеток:

          1. Индивидуальные различия: Индивидуальные различия в реакции на токсиканты — хорошо известное явление. Первичные клетки, полученные от одного человека, могут существенно отличаться от клеток другого человека. Для оценки конкретного токсикологического события необходимо определить ключевые переменные, приводящие к индивидуальным различиям (например, активность фермента, метаболизирующего лекарство), и представить данные в контексте потенциальных индивидуальных различий.
          2. Дедифференцировка в культуре: Поддержание органоспецифических свойств часто бывает затруднительным, особенно если требуется относительно длительное культивирование. Важно определить ограничения конкретного анализа первичных клеток, чтобы гарантировать сохранение ключевых органоспецифических свойств.
          3. Множественные типы клеток: Многие органы содержат множественные типы клеток. Для оценки токсичности важно использовать клетки соответствующего типа. Также известно, что для специфической токсической реакции требуется несколько типов клеток.Примером является иммуноопосредованная токсичность ксенобиотиков, когда требуются как иммунные клетки, так и органоспецифические клетки-мишени.
          4. Технические трудности / ограничения: Доступность некоторых тканей человека ограничена. Первичные клетки человека необходимо проверять на инфекционные агенты. Выделение и определение характеристик клеток может занять много времени и дорого. Первичные культуры обычно имеют короткую продолжительность жизни.

          Преимущества клеточных линий:

          1. Воспроизводимость: Теоретически бессмертные клеточные линии должны обеспечивать высокие воспроизводимые результаты, поскольку все клетки имеют одну и ту же линию происхождения.Однако следует подчеркнуть, что при использовании линий клеток необходимо подтверждать идентичность клетки и ключевые свойства клетки. В настоящее время есть свидетельства того, что клеточным линиям была присвоена ошибочная идентификация из-за перекрестного заражения.
          2. Инженерные свойства: Основным преимуществом использования клеточных линий является то, что можно сконструировать определенные репортерные системы, позволяющие легко оценивать конкретные конечные точки. Примерами являются экспрессия гена люциферазы, позволяющая использовать люминесценцию для обнаружения ответа.
          3. Клеточные линии, полученные из стволовых клеток: Недавняя технология стволовых клеток позволяет создавать клеточные линии с органоспецифическими свойствами, которые значительно улучшают этот общий дефицит (то есть отсутствие органоспецифических свойств) клеточных линий.
          4. Конечные точки генотоксичности: Анализы генотоксичности с использованием клеточных линий хорошо известны и признаны. В настоящее время основной задачей улучшения результатов генотоксичности является применение соответствующей экзогенной метаболической системы для обеспечения физиологически релевантной способности метаболизма лекарств.Эта же концепция применима к другим конечным точкам, таким как клеточные анализы на эндокринные активные вещества, где тесты, включающие метаболизм исследуемых веществ, могут обеспечить более предсказуемые результаты.

          Недостатки клеточных линий:

          1. Отсутствие органоспецифических свойств: поскольку большинство клеточных линий происходит либо из опухолей, либо спонтанно трансформируется, органоспецифические свойства либо полностью утрачиваются, либо значительно ухудшаются.
          2. Отсутствие специфических для человека свойств: большинство клеточных линий получены от лабораторных животных и, следовательно, не обладают специфическими для человека свойствами.
          3. Отсутствие метаболизма лекарств: ферменты, метаболизирующие лекарственные средства, такие как изоформы цитохрома P450, как правило, не экспрессируются в клеточных линиях (за исключением клеточных линий, сконструированных так, чтобы они содержали конкретную изоформу).
          4. Загрязнение: Клеточные линии необходимо повторно проверять на идентичность и отсутствие перекрестной контаминации, чтобы предотвратить вводящие в заблуждение результаты.

          В заключение, первичные клетки, особенно первичные клетки человеческого происхождения (например, человеческие гепатоциты), могут использоваться в повседневной практике для точного определения специфической для человека токсичности.Клеточные линии, особенно четко определенные сконструированные клеточные линии, можно использовать для механистического определения конкретных токсикологических путей. При правильном использовании в рамках своих ограничений как первичные клетки, так и клеточные линии являются подходящими in vitro для определения токсичности ксенобиотиков.

          Ссылки:

          Den Hartogh, S.C., & Passier, R. (2016). Краткий обзор: Флуоресцентные репортеры в плюрипотентных стволовых клетках человека: вклад в сердечную дифференциацию и их применение при сердечных заболеваниях и токсичности. Стволовые клетки , 34 (1), стр.13-26.

          Европейское агентство по лекарственным средствам (2012 г.). Руководство по исследованию лекарственных взаимодействий. http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2012/07/WC500129606.pdf

          Хендрикс, Г., Дерр, Р.С., Мисович, Б., Моролли, Б., Каллеха, FM, и Врилинг, Х. (2016). Расширенный анализ ToxTracker позволяет различать индукцию повреждения ДНК, окислительный стресс и неправильную укладку белка. Токсикологические науки , 150 (1), стр.190-203.

          Японское агентство по фармацевтическим препаратам и устройствам (2001 г.). Руководство по методам исследования лекарственного взаимодействия. http://www.nihs.go.jp/phar/pdf/DiGlEngFinal011209.pdf http://www.nihs.go.jp/phar/pdf/DiGlEngFinal011209.pdf%20

          Kugler, J., Luch, A ., & Oelgeschläger, M. (2016). Трансгенные мышиные модели перенесены в пробирку: новые перспективы тестирования in vitro токсичности для развития? Тенденции фармакологических наук , 37 (10), стр. 822-830.

          Ли, А.П. (2004). Точное предсказание токсичности лекарств для человека: главная проблема в разработке лекарств. Химико-биологические взаимодействия , 150 (1), стр. 3-7.

          Ли, А.П. (2001). Скрининг человеческих свойств лекарств ADME / Tox при открытии новых лекарств. Drug Discovery Today , 6 (7), стр. 357-366.

          Шварц, член парламента, Хоу, З., Пропсон, Нью-Йорк, Чжан, Дж., Энгстром, Си Джей, Коста, В.С., Цзян, П., Нгуен, Б.К., Болин, Дж. М., Дейли, В., и Ван, Ю. . (2015). Нейронные конструкции, полученные из плюрипотентных стволовых клеток человека, для прогнозирования нервной токсичности. Proceedings of the National Academy of Sciences , 112 (40), pp.12516-12521.

          FDA США (2016). Разработка лекарств и лекарственные взаимодействия. http://www.fda.gov/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/DevelopmentResources/DrugInteractionsLabeling/ucm080499.htm

          Zhang, J., Doshi, U., Suzuki, A., Chang, CW, Borlak, J., Li, AP , & Тонг, W. (2016). Оценка конечных точек токсичности на основе нескольких механизмов в первичных культивируемых гепатоцитах человека для идентификации лекарств с клинической гепатотоксичностью: результаты для 152 продаваемых лекарств с известными профилями поражения печени. Химико-биологические взаимодействия , 255, стр. 3-11.

          Требования к качеству: GLP, GCCP

          Автор: Шерри Л. Уорд, редактор AltTox

          Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP) — это меры качества, используемые для обеспечения внедрения стандартизированных процедур и ведения документации для других лиц. -клинические исследования здоровья и окружающей среды, предназначенные для использования в подаче документов в регулирующие органы. Многие национальные регулирующие органы разработали рекомендации, касающиеся использования GLP для доклинических испытаний регулируемых продуктов на безопасность здоровья и окружающей среды.Лаборатории могут запрашивать аккредитацию GLP для своих услуг по тестированию, а регулирующие органы могут проводить мониторинг соответствия / проверки аккредитованных лабораторий.

          GLP были впервые разработаны государственными органами в 1970-х годах «в ответ на мошеннические научные исследования безопасности» как средство «обеспечения приемлемого качества и целостности будущих исследований безопасности». Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) разработала свои первые согласованные на международном уровне GLP в 1981 году.ОЭСР разработала Принципы GLP, чтобы «обеспечить получение высококачественных и надежных данных испытаний, связанных с безопасностью промышленных химических веществ и препаратов…. Созданных в контексте гармонизации процедур испытаний для взаимного признания данных (MAD)». ОЭСР предоставляет доступ к ряду согласованных, руководящих и консультативных документов ОЭСР по GLP, а также ссылки на многие национальные организации и их руководства по GLP.

          Надлежащая практика культивирования клеток (GCCP) — это расширенное применение Принципов GLP к исследованиям на основе клеточных культур.GCCP включает спецификации для процедур, которые могут не встречаться при традиционных исследованиях GLP. Надлежащие методы культивирования клеток также играют важную роль в уменьшении проблемы неправильной идентификации клеточных линий (Lorge et al., 2016; Mims et al., 2010).

          Ключевые организации, участвующие в оценке статуса валидации методов испытаний на токсичность, включая ОЭСР, Европейский центр валидации альтернативных методов (EURL ECVAM) и Межведомственный координационный комитет по валидации альтернативных методов (ICCVAM), приняли участие в разработке принципов GCCP для нормативных процедур тестирования.

          Консультативный документ ОЭСР, Применение принципов GLP к исследованиям in vitro (2004) предоставляет интерпретацию GLP для исследований in vitro, проводимых в целях регулирования. Особые соображения, относящиеся к GCCP, описаны в презентации «Критические аспекты внедрения Монографии 14 ОЭСР« Применение принципов GLP к исследованиям in-vitro »». Примеры включают: особое внимание к асептическим условиям, а также к характеристике, обслуживанию, жизнеспособности и отзывчивости тест-системы.

          Некоторые из приведенных ниже ссылок содержат обновленные рекомендации по GLP / GCCP для конкретных типов тестов, таких как тесты на генотоксичность (Lorge et al., 2016), а также для разработки и использования моделей на основе стволовых клеток (Pamies et al., 2017 ).

          Ссылки

          Coecke, S., Balls, M., Bowe, G. et al. (2005). Руководство по надлежащей практике культивирования клеток. Отчет второй рабочей группы ECVAM по надлежащей практике культивирования клеток. Altern.Lab.Anim. 33, 261-287.

          Хартунг, Т., и другие. (2002). Надлежащая практика клеточных культур. Отчет рабочей группы по надлежащей практике культивирования клеток ECVAM. Altern.Lab.Anim. 30, 407-414.

          Лорге, Э., Мур, М.М., Клементс, Дж. И др. (2016). Стандартизированные источники клеток и рекомендации по надлежащей практике клеточных культур при тестировании генотоксичности. Mutat. Res. 809, 1-15.

          Домашняя страница Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). (2016). Серия OECD по принципам надлежащей лабораторной практики (GLP) и Мониторинг соответствия и надлежащая лабораторная практика (GLP) и Ссылки на национальные веб-сайты по надлежащей лабораторной практике

          OECD.(2004). Применение принципов GLP в исследованиях in vitro. Серия ОЭСР по принципам надлежащей лабораторной практики и мониторингу соответствия. Номер 14.

          OECD. (2005). Руководящий документ по валидации и международному признанию новых или обновленных методов испытаний для оценки опасности. Серия ОЭСР по тестированию и оценке, Руководящий документ. Номер 34.

          OECD. (2016). Позиционный документ ОЭСР относительно взаимосвязи Принципов GLP ОЭСР и ISO / IEC 17025. Серия ОЭСР по принципам надлежащей лабораторной практики и мониторинга соответствия, номер 18.

          Пэмиес, Д., Бал-Прайс, А., Симеонов, А., и др. (2017). Надлежащая практика клеточных культур для стволовых клеток и моделей, полученных из стволовых клеток. ALTEX 34 (1), 95-132.

          Преимущества и ограничения трехмерных моделей на основе клеточных культур в тестировании токсикологической безопасности

          Авторы: Эмануэла Корсини 1 и Хелена Кандарова 2

          1 Лаборатория токсикологии и биологических наук Департамента фармакологии и биологии , Università degli Studi di Milano, Милан, Италия

          2 Лаборатории естественных наук In Vitro, Братислава, Словакия

          За последнее десятилетие прогресс в тканевой инженерии, биопечати и микротехнологиях позволил быстро расширить область 3 -мерные (3D) модели системы.Технология биопечати позволяет точно контролировать пространственное и временное распределение клеток и внеклеточного матрикса, что может быть использовано для создания искусственных тканей и органов (Arslan-Yildiz et al., 2016). 3D-модели человека, а также динамические платформы на кристалле могут существенно повлиять на биомедицинские приложения, включая разработку лекарств, токсикологический скрининг и моделирование заболеваний (Gordon et al., 2015; Skardal et al., 2016).

          Трехмерные модели тканей заменят использование in vitro тестирования для открытия лекарств и оценки химической безопасности с традиционных двумерных однослойных культур клеток на более сложные трехмерные системы, характеризующиеся большей физиологической значимостью.2D-культуры клеток были и остаются бесценными инструментами в клеточной биологии, экспериментальной токсикологии и фармакологии, однако они имеют тенденцию терять свои фенотипические характеристики и не могут воссоздать физиологическую среду in vivo . Трехмерные модели клеточных культур больше напоминают условия in vivo и, как полагают, лучше предсказывают эффекты in vivo , которые, однако, требуют тщательной оценки. Трехмерные устройства «орган на чипе», также называемые системами «тело на чипе», которые могут воспроизводить in vivo тканевых архитектур и физиологические условия жидкости, включая сдвиг жидкости и механические нагрузки, которые поддерживают нормальные ткани, представляют собой следующий вызов и конечную цель.В случае успеха эти модели повлияют на разработку лекарств за счет снижения затрат и улучшения прогнозируемости; они повысят успех кандидатов в лекарства в клинических испытаниях (Skardal et al., 2016). Кроме того, эти модели могут значительно снизить количество тестов на животных. В настоящее время существует всего несколько моделей, в которых несколько тканей были интегрированы в единую платформу, и несколько проектов находятся в стадии реализации, например Инициативы ECHO, ATHENA, DARPA и NIH (Skardal et al., 2016).

          Клетки, выращенные на пластиковой посуде, во многом отличаются от исходной ткани: отсутствие трехмерной архитектуры, жесткость поверхности, напряжение кислорода, биохимический состав и плотность клеток, чтобы назвать некоторые из них.Одним из недостатков 2D-моделей является отсутствие долговечности и сложности на уровне тканей, что может ограничивать их полезность в прогнозной токсикологии. В этом контексте весьма интересна недавняя работа, опубликованная Luckert et al. (2016) на гепатоцитах продемонстрировали, что «ранее сообщавшееся повышение метаболической компетентности клеток линии гепатокарциномы HepG2 не является в первую очередь результатом 3D-культивирования, а является следствием продолжительности культивирования. Клетки HepG2, выращенные в течение 21 дня в двумерном монослое, демонстрируют сопоставимые биохимические характеристики, активность CYP и паттерны экспрессии генов, как и все используемые трехмерные системы культивирования.”

          Характеристики 3D-моделей эпителиальных барьеров, включая модели реконструированного эпидермиса (RhE), явно превосходят 2D-модели (Gordon et al., 2015; Hayden et al., 2015). Эти модели достигли впечатляющего уровня технической и научной сложности и в той или иной степени применяются в различных отраслях промышленности. Например, изучаются модели RhE для решения in vitro оценки активности химического аллергена (Corsini et al., 2016), что необходимо для полноценной замены животных. Модели RhE имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными культурами клеток и, как ожидается, будут иметь более широкую область применения. Местное применение в соответствующих носителях (например, растворителях, используемых в тестах на животных или косметических / дерматологических составах) возможно только в моделях RhE, которые более точно имитируют биодоступность in vivo химического вещества и, следовательно, могут привести к улучшенной оценке сенсибилизатора потенции (Van der Veen et al., 2014). Ранее мы продемонстрировали возможность комбинирования анализа эффективности эпидермального эквивалента, основанного на потенциале раздражения, с оценкой высвобождения IL-18 (анализ активности RhE IL-18), чтобы обеспечить единый тест для идентификации и классификации веществ, повышающих чувствительность кожи, включая химические вещества с низкой растворимостью или стабильностью в воде (Гиббс и др., 2013).

          ПРЕИМУЩЕСТВА 3D-МОДЕЛЕЙ ОГРАНИЧЕНИЯ 3D-МОДЕЛЕЙ
          Сложность на тканевом уровне Стоимость
          Длительность
          Взаимодействие между ячейками 906 -временная культура Требуется высокотехнологичное оборудование
          Лучшее повторение in vivo функция и реакция Настройка низкой производительности
          Меньше манипуляций по сравнению с 2D-моделями

          3D-модели и 3D-модели Технологии a-chip приобрели значительный импульс в последние годы и открывают перспективы для многих приложений в исследованиях и разработках.Необходимы дополнительные достижения, чтобы лучше имитировать физиологию человека и реакцию на лекарства и токсические вещества. Кроме того, все еще необходимы исследования, чтобы установить абсолютное преимущество 3D-методов по сравнению с более простыми и менее дорогими 2D-моделями. Что касается конечной цели, 2D-методы тоже подойдут!

          Ссылки:

          Арслан-Йылдыз, А., Эль-Ассаль, Р., Чен, П., Гувен, С., Инчи, Ф., и Демирчи, У. (2016). К моделям искусственных тканей: прошлое, настоящее и будущее 3D-биопечати. Biofabrication 8, 014103. DOI: 10.1088 / 1758-5090 / 8/1/014103.

          Корсини, Э., Рогген, Э.Л., Гальбиати, В., и Гиббс, С. (2016). Альтернативный подход к оценке эффективности: методы in vitro. Косметика 3, 7. DOI: 10.3390 / cosmetics3010007.

          Гиббс, С., Корсини, Э., Спикстра, С.В., Гальбиати, В., Фукс, Х.В., Деджордж, Г., Троуз, М., Хайден, П., Дэн, В., и Рогген, Э. (2013). Эпидермальный эквивалентный анализ для идентификации и ранжирования активности контактных сенсибилизаторов. Toxicol. Прил. Pharmacol. , 272, 529-541. DOI: 10.1016 / j.taap.2013.07.003.

          Гордон, С., Данешян, М., Баустра, Дж., Калони, Ф., Констан, С., Дэвис, Д. Э., Дандекар, Г., Гусман, Калифорния, Фабиан, Э., Халтнер, Э., Хартунг, Т., Хасива, Н., Хайден, П., Кандарова, Х., Харе, С., Круг, Х.Ф., Кнойер, К., Лейст, М., Лиан, Г., Маркс, У., Мецгер , М., Отт, К., Прието, П., Робертс, М.С., Рогген, Э.Л., Тралау, Т., ван ден Браак, К., Валлес, Х., & Лер, С.М. (2015). Неживотные модели эпителиальных барьеров (кожа, кишечник и легкие) в исследованиях, промышленных применениях и нормативной токсикологии. ALTEX 32, 327-378. DOI: 10.14573 / altex.1510051.

          Хайден, П.Дж., бакалавр, М., Айехуни, С., Летасьева, С., Калужный, Ю., Клауснер, М., и Кандарова, Х. (2015). Применение MatTek in vitro на реконструированных моделях кожи человека для проверки безопасности, эффективности и базовых доклинических исследований. Прил. In vitro Toxicol. 1, 226-233. DOI: 10.1089 / aivt.2015.0012.

          Luckert, C., Schulz, C., Lehmann, N., Thomas, M., Hofmann, U., Hammad, S., Hengstler, J.G., Braeuning, A., Лампен, А., & Хессель, С. (2016). Сравнительный анализ методов 3D-культивирования клеток HepG2 человека. Arch. Toxicol. DOI: 10.1007 / s00204-016-1677-z.

          Скардал А., Шупе Т. и Атала А. (2016). Системы «органоид на чипе» и «тело на чипе» для скрининга лекарств и моделирования заболеваний. Drug Discov. Сегодня. DOI: 10.1016 / j.drudis.2016.07.003.

          Ван дер Вин, J.W., Soeteman-Hernández, L.G., Ezendam, J., Stierum, R., Kuper, F.C., & van Loveren, H.(2014). Привязка молекулярных механизмов к пути неблагоприятного исхода сенсибилизации кожи: анализ существующих данных. Крит. Rev. Toxicol. 44, 590-599. DOI: 10.3109 / 10408444.2014.925425.

          Модели органоидов

          Автор: Шерри Л. Уорд, редактор AltTox

          Органоиды или культивируемые мини-органы, которые едва видны глазом, создаются путем самосборки культивируемых стволовых клеток, часто с использованием индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК).Несмотря на то, что органоиды представляют собой раннюю стадию развития органа, они развивают внутреннюю организацию и начинают сигнализировать, дифференцироваться и формировать некоторые органоподобные структуры (Ravven, 2016).

          Растет интерес к созданию органоидов в качестве моделей для исследований и испытаний (Lancaster & Knoblich, 2014). Исследователи разработали трехмерные (3-D) модели органоидов для различных типов тканей человека, включая кишечник (Wells and Spence, 2014; Zachos et al., 2015), желудок / желудок (McCracken et al., 2014), легкие (Dye et al., 2015), почки (Morizane et al., 2015), печень (Bell et al., 2016; Sirenko et al., 2016) и мозг (Camp et al., 2015 ; Hartley & Brennand, 2016; Jo et al., 2016; Luo et al., 2016; Pamies et al, 2014).

          Методы создания каждого типа органоида различаются, но все они «используют факторы роста или комбинации питательных веществ, чтобы стимулировать приобретение идентичности ткани-предшественника органа» с последующим культивированием в среде, способствующей образованию трехмерной ткани (Lancaster & Knoblich , 2014).Краситель и др. (2015) объясняют, как последовательно манипулировали конкретными сигнальными путями в ИПСК человека с образованием органоидов легких. «Ученые активировали два важных пути развития, которые, как известно, заставляют энтодерму образовывать трехмерную ткань. Подавляя одновременно два других ключевых пути развития, энтодерма превратилась в ткань, напоминающую раннее легкое, обнаруженное у эмбрионов … чтобы заставить эти структуры расширяться и развиваться в ткань легкого … команда подвергла клетки воздействию дополнительных белков, которые участвуют в легком. разработка.”

          Ученые уговорили стволовые клетки сформировать трехмерные мини-легкие человека, которые выжили в лаборатории в течение 100 дней. (Источник: Система здравоохранения Мичиганского университета: http://www.uofmhealth.org/news/archive/201503/scientists-coax-stem-cells-form-3-d-mini-lungs)

          Разрабатываются культуры органоидов для многих предлагаемых приложений. Некоторые примеры их использования при оценке безопасности человека включают: открытие и разработка лекарств (Liu et al., 2016), лекарственное поражение печени (Bell et al., 2016) и тестирование токсичных соединений Sirenko et al., 2016. Важным недавним применением органоидов мини-мозга стало их использование для определения того, как вирус Зика повреждает мозг плода человека (Cugola et al., 2016), а также для скрининга потенциальных методов лечения (Xu et al., 2016).

          Будущие разработки могут включать в себя мультиорганные органоиды, используемые в микрофлюидных платформах для моделирования еще более сложных биологических систем за пределами живого организма. «В настоящее время разрабатываются захватывающие новые платформы… устройства, в которых микропроизводство и микрожидкостные технологии сочетаются для поддержки культивирования органоидов и потока жидкости, что позволяет проводить высокопроизводительное тестирование, отбор проб окружающей среды и биосенсор» (Simian & Bissell, 2017).

          Новая технология показывает, что отдельные раковые клетки имеют разный аппетит к жирным кислотам

          Электронно-микроскопическое изображение одного лимфоцита человека. Предоставлено: Национальный институт рака доктора Трише.

          Новый метод, разработанный Институтом системной биологии (ISB) и Калифорнийским университетом, Риверсайд позволяет по-новому взглянуть на биологию рака, позволяя исследователям показать, как жирные кислоты абсорбируются отдельными клетками.

          Жирные кислоты, наряду с глюкозой и аминокислотами, являются основным источником энергии для клеточного роста и пролиферации, а аномальный метаболизм жирных кислот часто наблюдается при раке.Лаборатория доктора Вэй Вэй в ISB и лаборатория доктора Мин Сюэ в Калифорнийском университете в Риверсайде уже много лет сотрудничают, чтобы разработать серию химических зондов и аналитических подходов для количественного определения клеточного поглощения глюкозы, производства лактата, поглощения аминокислот и других метаболитов, связанных с раком. .

          Однако, в отличие от глюкозы и аминокислот, механизмы, лежащие в основе поглощения жирных кислот клетками, менее известны и трудны для понимания. Технические инструменты для измерения поглощения жирных кислот на уровне отдельных клеток чрезвычайно ограничены.

          «Эта работа является первым примером профилирования поглощения жирных кислот в сочетании с аберрантной передачей сигналов белка в раковых клетках при одноклеточном разрешении и представляет собой важный прогресс в анализе одноклеточного метаболизма», — сказал доцент ISB доктор Вэй Вэй. соавтор-корреспондент только что опубликованной статьи в журнале Американского химического общества .

          Чтобы профилировать поглощение жирных кислот, исследователи выбрали суррогатную молекулу, которая была структурно подобна природным жирным кислотам.Это сходство заставило клетки принять этих суррогатов, как родные. Затем, используя уникальную молекулу дендримера — древовидный полимер — исследователи достигли точного количественного определения этих суррогатов из отдельных клеток.

          Применяя этот новый одноклеточный инструмент к модели рака мозга, исследователи определили, что поглощение жирных кислот по-разному регулируется двумя последующими эффекторами рапамицина-мишени млекопитающих (mTOR) — критического регулятора пролиферации клеток и синтеза белка.Результаты показали компенсаторную активацию метаболизма жирных кислот при ингибировании онкогенов или ослаблении метаболизма глюкозы в этих раковых клетках мозга и раскрыли новую комбинированную терапию, которая нацелена на эту биоэнергетическую гибкость для синергетического блокирования роста опухоли.

          «Этот новый инструмент открывает новые возможности для изучения того, как метаболизм жирных кислот влияет на биологические системы. Он также вдохновил нас на разработку большего количества метаболических зондов для анализа отдельных клеток», — сказал доцент Калифорнийского университета в Риверсайде д-р.Мин Сюэ, соавтор-корреспондент статьи.


          Регулирование поглощения жирных кислот клетками сердечной мышцы: новое понимание
          Дополнительная информация: Чжили Го и др., Профилирование поглощения жирных кислот отдельными клетками с использованием дендримеров с иммобилизованной поверхностью, Журнал Американского химического общества (2021).DOI: 10.1021 / jacs.1c05103

          Предоставлено Институт системной биологии

          Ссылка : Добавьте жирную кислоту по вкусу: новая технология показывает, что отдельные раковые клетки имеют разный аппетит к жирным кислотам (2021, 16 июля) получено 4 августа 2021 г. из https: // medicalxpress.ru / news / 2021-07-fatty-acid-technology-reveals-Cance.html

          Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

          границ | Масштабируемые технологии производства адгезивных клеток

          Введение

          За последние 20 лет были достигнуты значительные успехи в таких дисциплинах, как биология и биотехнология, каждая из которых произвела важные прорывы в тканевой инженерии и регенеративной медицине.В результате был достигнут значительный прогресс в различных областях, что привело к разработке методов лечения на основе множества клеток, новых и более эффективных биопрепаратов, а также улучшенных подходов к регенерации поврежденных тканей. Более того, эти современные знания способствовали развитию новых областей, таких как культивирование мяса (1, 2). Действительно, эта форма альтернативного производства белка основана на применении и манипулировании передовыми технологиями в культуре клеток, тканевой инженерии и биотехнологии для достижения in vitro производства мяса без убоя .Кроме того, эта новая, но быстро развивающаяся область требует серьезных междисциплинарных усилий, охватывающих от молекулярной и клеточной биологии до инженерии.

          Ученые, работающие в области выращивания мяса, сталкиваются с многочисленными проблемами, в значительной степени масштаб и тип проблемы зависят от подхода, который они применяют для создания своих конечных продуктов — мяса, выращенного в лаборатории (3, 4). Одно из наиболее важных решений, которое должен принять каждый производитель, — это масштабируемый подход к биотехнологии, который им следует принять.Как и в других областях, таких как аллогенная клеточная терапия, существует необходимость эффективно генерировать большое количество клеток (5, 6). Например, производство культивированного мяса потребует от производителей культивировать миллиарды клеток (10 12 -10 13 клеток для производства ~ 10–100 кг мяса), стремясь использовать ограниченное пространство, время и ресурсы для хранения. затраты снижаются (7). Чтобы дать общее представление о масштабе, чтобы удовлетворить только 10% мирового потребления мяса (~ 30 × 10 6 т / год), нам потребуется как минимум 2 × 10 6 м 3 объем биореактора ( соответствует ~ 200000 × 100 м 3 биореакторов).Выращивание такого количества клеток является чрезвычайно сложной задачей, поскольку масштабируемость адгезивных клеток никогда не была доказана в таком большом масштабе.

          Таким образом, выбор правильного процесса масштабирования важен не только для удовлетворения требуемого спроса на ячейки, но и для ограничения затрат на производство. Например, когда профессор Марк Пост взял на себя исключительную задачу и создал первый «культивированный бургер», прилипшие клетки были выращены на поверхности, состоящей из тысяч слоев пластика для тканевых культур, уложенных друг на друга, что привело к снижению производственных затрат примерно до 250 000 евро за один бургер (1).Действительно, эта система культивирования имеет значительные ограничения с точки зрения масштабируемости (в настоящее время ограничено производством до 10 11 клеток), с неблагоприятно низким отношением поверхности к объему, а также отсутствием контроля над pH, концентрацией газа и метаболитов (8 ).

          Основная проблема увеличения масштаба связана с теми клетками, которые зависят от закрепления, обычно называемых адгезивными клетками. Это наиболее распространенная форма клеток животных, которая широко используется во всех областях (например, в регенеративной медицине, клеточной терапии, для производства биопрепаратов и т. Д.).), включая производство культивированного мяса (мезенхимальные стволовые клетки, мышечные сателлитные клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — лишь некоторые примеры) (1, 9). Эти клетки должны прилипать к поверхности, чтобы оставаться жизнеспособными и размножаться. Таким образом, для эффективной системы размножения клеток in vitro существует острая потребность в улучшенных биопроцессах, которые обеспечивают более благоприятное соотношение поверхности к объему, более жесткий контроль над критическими параметрами роста, лучше оптимизированную диссоциацию от поверхности роста и более эффективную конечную клетку. уборка урожая.Чтобы улучшить соотношение поверхности к объему, обычно используются две стратегии: (i) адаптировать клетки для роста как независимые от закрепления (суспензионные) клетки или (ii) использовать суспензионные культуральные системы (например, микроносители), в которых клетки прикрепляются и размножаются на носителях, которые постоянно перемешиваются, чтобы оставаться во взвешенном состоянии (рис. 1). Адаптация прикрепленных клеток к росту в виде суспензионных клеток часто бывает трудоемкой, поскольку для этого могут потребоваться месяцы и, в конечном итоге, часто может быть безуспешной, поскольку не все клетки способны полностью приспособиться к этому новому состоянию роста (10).Более того, если этап адаптации успешен, остается важным внимательно следить за системой и регулярно диссоциировать агрегаты клеток, чтобы предотвратить спонтанную дифференцировку и образование некротических ядер внутри агрегатов. С другой стороны, более распространено использование суспензионных систем культивирования, таких как микроносители, поскольку они могут использоваться в различных биопроцессах и имеют клейкую поверхность, в то время как их масса достаточно мала, чтобы их можно было суспендировать в среде для культивирования клеток при перемешивании (рис. 1A).

          Рисунок 1 . Сбор клеток: (A) Зависимые от закрепления (адгезивные) клетки требуют прикрепления к поверхности для устойчивой и здоровой культуры, это закрепление может быть либо на обычных пластиках для тканевых культур, либо на микроносителях. Хотя сами микроносители находятся в суспензии, важно отметить, что клетки все еще прикреплены к микроносителю и, следовательно, требуют того же расщепления закрепляющих белков, что и клетки, закрепленные на пластике для культуры ткани. Классически закрепляющие белки расщепляются либо ферментативными, либо механическими способами.Такое расщепление высвобождает клетки с поверхности и превращает их в суспензию для сбора. Зависимые от закрепления клетки обычно не могут долго выжить в условиях суспензии, отсюда и необходимость периодического расщепления. (B) Независимые от закрепления (суспензионные) клетки не требуют поверхностной адгезии, чтобы быть жизнеспособными и пролиферирующими, поэтому они легко доступны для сбора и легко адаптируются к биопереработке.

          Нам известно, что могут быть исследования и стратегии, изучающие производство культивируемого мяса с использованием клеток, адаптированных для роста в суспензии.Однако биопроцессы для увеличения масштаба суспензионных клеток менее сложны, чем для адгезивных клеток, поскольку отпадает необходимость в специализированных поверхностях роста для прикрепления клеток. Кроме того, уменьшается занимаемая площадь и сложность этапа сбора клеток, и они хорошо зарекомендовали себя в отрасли (рис. 1B).

          В свете этого, в этой обзорной статье мы решили сосредоточиться на производстве адгезивных клеток, выделив существующие и будущие технологии для их масштабирования.

          Ключевые параметры и соображения при масштабировании

          Прежде чем приступить к перечислению и техническому описанию всех различных технологий масштабирования, важно выделить ключевые параметры, которые необходимо учитывать при разработке биопроцесса, направленного на успешное производство большого количества адгезивных клеток.

          Наличие ключевых элементов

          Кислород, углекислый газ и питательные вещества необходимо добавлять в среду, чтобы поддерживать рост клеток в системе размножения (11).Кислород можно добавлять либо в форме аэрации через барботаж внутри биореактора, либо выше по потоку, чтобы гарантировать насыщение среды растворенным кислородом. Пузырьковая аэрация с помощью барботирования традиционно используется для подачи кислорода в крупномасштабные биореакторы, однако существуют альтернативные методы без пузырьковой аэрации, такие как использование газопроницаемых силиконовых трубок для питающих трубопроводов или устройства для аэрации внешней среды. Когда уровень кислорода падает ниже уровня, необходимого для клеточного метаболизма, скорость дыхания замедляется, что отрицательно сказывается на росте клеток и, как следствие, на качестве продукта (12).

          В зависимости от буфера, используемого для поддержания pH 7,2–7,4 в биореакторе, может потребоваться обеспечение и поддержание концентрации углекислого газа. В крупномасштабных системах культивирования высокая концентрация углекислого газа (CO 2 ) часто считается нежелательной (13). Когда CO 2 выше определенного уровня, рост клеток может быть подавлен, а качество продукта снижено, поскольку полисахариды клеточного происхождения (N-гликаны) могут быть затронуты из-за нарушения внутриклеточной среды pH (14, 15).В свете этого критически важны датчики для мониторинга и системы управления с обратной связью на этих ключевых элементах.

          Что касается доступности питательных веществ, наиболее распространенной стратегией подачи питательной среды в процесс является периодическая система с подпиткой. Периодическая загрузка — это операционная техника, используемая в различных биотехнологических процессах, когда одно или несколько питательных веществ загружаются (доставляются) в биореактор в течение периода культивирования, а продукт (-ы) остается в биореакторе до конца цикла ( 16, 17).Культуральная среда обычно добавляется путем перфузии, что приводит к меньшему разнообразию питательных веществ и повышению урожайности клеток (15). Перфузия культуральной среды позволяет отслеживать и контролировать условия процесса, что, как упоминалось ранее, имеет решающее значение для разработки воспроизводимого производственного процесса.

          Напряжение сдвига

          С одной стороны, динамическое культивирование в биореакторах улучшает транспорт питательных веществ и удаление отходов, но, с другой стороны, оно подвергает клетки повышенному сдвиговому напряжению жидкости (18, 19).Клетки, выращенные в этих условиях, по-разному реагируют на эти внешние стимулы , в зависимости от типа клеток (19). Принимая во внимание, что биореакторы стремятся воссоздать среду in vitro , которая очень похожа на in vivo условия , напряжения сдвига можно модулировать ad hoc в зависимости от типа клеток и применения (15). Например, было показано, что остеобласты и мезенхимальные стволовые клетки (МСК) напрямую реагируют на напряжение сдвига (20).Действительно, механическая стимуляция посредством сдвиговых напряжений жидкости, по-видимому, способствует дифференцировке и минерализации костей (21). Однако бывают случаи, когда эти силы негативно влияют на жизнеспособность, рост и поведение клеток (22, 23). В связи с этим фармацевтическая промышленность и промышленность клеточной терапии вызвали озабоченность и все еще стремятся минимизировать и оптимизировать метод перемешивания, чтобы уменьшить влияние сдвигового напряжения жидкости на клетки внутри биореактора.

          Площадь основания

          Что касается оборудования, задействованного в процессах масштабирования, важно учитывать физическое пространство, занимаемое определенной машиной, то есть занимаемую ею площадь.Размер, тип и количество биореакторов будут влиять на окружающую среду, общие затраты, потребление энергии, ресурсы, обращение, качество продукции и воспроизводимость (24, 25). Большие следы обычно больше связаны с размножением адгезивных клеток, поскольку они необходимы для прикрепления к субстрату (26). В настоящее время наиболее распространенные технологии, направленные на уменьшение следа во время размножения адгезивных клеток, основаны на культурах с использованием биореакторов на основе микроносителей и полых волокон (которые будут обсуждаться в следующих главах).

          Традиционные и усиленные процессы

          Традиционный биопроцесс состоит из увеличения начальной аликвоты клеток, начиная с небольшого сосуда, а затем постепенно увеличивая размер сосудов каждый раз, когда клетки достигают слияния (рис. 2 вверху). Этот процесс может занять 3-4 недели и требует частых и многократных ручных операций для создания достаточного количества ячеек для перехода к следующему этапу. Тао и др. предложили альтернативную систему для ускорения времени и уменьшения количества шагов в процессе масштабирования путем создания банков ячеек высокой плотности (HD) (27) (рис. 2 внизу).Традиционные флаконы содержат 1–4 миллиона клеток, в то время как каждый из этих банков клеток обычно содержит 450 миллионов клеток. Такие флаконы банка клеток HD затем используются для инокуляции биореакторов с несколькими колебательными движениями (волновым движением), что устраняет несколько промежуточных стадий расширения во встряхиваемых колбах (рис. 3). Таким образом, манипуляции с вытяжным шкафом с ламинарным потоком значительно сокращаются, что снижает трудозатраты и потенциальный риск загрязнения. Эта стратегия способна сократить время обработки до 9 дней и улучшить операционный успех на этапах расширения посевных материалов.

          Рисунок 2 . Различия между традиционным и высокоинтенсивным масштабированием: (верхнее), традиционное и (нижнее), высокоинтенсивные методы.

          Рисунок 3 . Получение банка ячеек с высокой плотностью: банки с высокой плотностью используются для сокращения необходимых шагов в традиционном процессе масштабирования для создания большего количества ячеек. Первоначально клетки выращивают при высокой плотности клеток в перфузионном биореакторе, к культуре добавляют криоконсервацию и объем уменьшают.Затем клетки хранят в виде аликвот высокой плотности в криопробирках. При необходимости пробирка оживляется. Если оживление проходит успешно, аликвоты с высокой плотностью засеваются в перфузионный биореактор, который затем засевается в более крупный биореактор.

          Увеличение и уменьшение масштаба

          В биотехнологической и биотехнологической отраслях масштабирование и масштабирование — две широко используемые стратегии для создания большого количества клеток. Системы увеличения масштаба постепенно увеличивают площадь поверхности / объем культуры по мере увеличения числа клеток (28).Системы масштабирования основаны на использовании нескольких сосудов для культивирования / биореакторов, работающих параллельно (рис. 4). Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки. Например, по сравнению с процессами масштабирования, масштабирование лучше справляется с изменениями спроса на продукцию и улучшает производительность процесса, однако воспроизводимость может быть труднодостижимой. Вместо этого процессы масштабирования сложнее обрабатывать и контролировать из-за большого объема работы, но это может снизить стоимость товаров в долгосрочной перспективе (28, 29).

          Рисунок 4 . Увеличение и уменьшение масштаба. Культивирование обычно начинается из криоконсервированных запасов или биопсий и культивируется в небольших культурах, таких как колбы. Эти колбы можно увеличивать с помощью микроносителей или масштабировать с помощью гипер- или многослойных колб. Затем процесс переходит в стадию лабораторного масштаба. Здесь можно использовать более крупные сосуды, такие как роликовые флаконы, перфузионные биореакторы и вращающиеся колбы, как для увеличения, так и для масштабирования процесса.При необходимости процесс переходит в промышленный масштаб. Эта стадия биотехнологии включает два различных потока: масштабирование биореакторов (несколько биореакторов одного размера) или масштабирование (дальнейшая обработка до одного биореактора).

          Системы мониторинга

          Системы мониторинга биореактора

          можно разделить на три типа: «автономные», «оперативные» и «оперативные». Автономный мониторинг можно определить как ручную операцию, заключающуюся в извлечении образца из биореактора и его обработке в лаборатории.Система на линии отличается от автономной тем, что образец, несмотря на то, что он удален из биореактора, тестируется прямо рядом с ним. Однако онлайн-система дает возможность тестировать образцы как in situ , так и ex situ . В системе in situ встроенный анализатор проверяет образец и затем возвращает его обратно в биореактор; в то время как в подходе ex situ образец не возвращается в биоанализатор после измерения (30). В то время как линейные аналитические методы для мониторинга pH, растворенного кислорода и температуры уже доступны, другие параметры, такие как плотность субстрата, все еще измеряются в автономном режиме с помощью трудоемких и подверженных ошибкам методов (31).Примером, в котором компоненты биореактора можно контролировать в автономном режиме с помощью методов разделения биомассы, является система высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Преимущество использования ВЭЖХ заключается в том, что компоненты среды будут разделяться адсорбцией, взаимодействием жидкость-жидкость или аффинным разделением. Обратной стороной использования ручных методов отбора проб является время, а также невозможность тестирования образцов в реальном времени (32). Мониторинг биореактора в режиме реального времени имеет большое значение, поскольку он может привести к повышению эффективности, производительности, качества продукции и общему снижению затрат (33).Например, плотность и жизнеспособность клеток являются двумя наиболее важными факторами для биопроцесса, и их следует измерять в режиме реального времени. Инструменты, облегчающие эти измерения, основаны на оптической плотности, флуоресценции или проводимости и обеспечивают онлайн-измерения, которые впоследствии будут проверены с использованием автономных методов, таких как микроскопия (34). Непрерывный мониторинг плотности субстрата и реагентов может выполняться с помощью оптических датчиков, ультразвуковых датчиков, УФ-видимой, флуоресцентной и RAMAN-спектроскопии (31).Спектроскопические методы RAMAN и ближнего инфракрасного диапазона (NIR) популярны в фармацевтической промышленности и основаны на взаимодействии между светом и веществом. И RAMAN, и NIR являются неинвазивными методами, которые могут предоставить полезную информацию о биопроцессах клеточных культур, хотя интерпретация спектров сложна и требует хемотаксического и многомерного метода (35). Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) — это популярный метод измерения биопроцессов в линии, который в сочетании с многомерным анализом данных дает возможность выполнять измерение ряда параметров в реальном времени (36).Информацию о спектрах получают с помощью FTIR-спектроскопа, собирая данные с помощью зонда, который вставляется в систему биореактора (37). Преимущества NIR включают простоту обслуживания, неинвазивность и идентификацию нескольких аналитов в среде. Однако датчики FTIR дороги, и их погружение в бульон биореактора требует тщательной стерилизации (31). Наконец, стоит упомянуть микроскопию in situ , которая позволяет получать изображения клеток изнутри биореактора без необходимости извлекать образец (38), поскольку поле зрения фиксировано (34).В целом, несмотря на рост масштабов биореакторов, традиционные методы мониторинга все еще используются, что свидетельствует о необходимости внедрения более надежных, автоматизированных систем, работающих в режиме реального времени (35).

          Small Scale Technologies или Compact Technologies

          В этом разделе мы опишем четыре из наиболее часто используемых устройств для увеличения масштаба прикрепленных клеток в лабораторном масштабе. Обзор основных технических характеристик и относительных преимуществ / недостатков также представлен в таблице 1.

          Таблица 1 . Таблица, обобщающая преимущества и недостатки описанных малогабаритных систем.

          Т-образные колбы

          Т-колбы являются наиболее часто используемыми пластиковыми расходными материалами для размножения клеток на ранней стадии, обычно при выращивании клеток, начиная с криопробирки (рис. 5А). Т-образные колбы различаются по размеру, от 12,5–225 см до площади культивирования 2 и изготовлены из одноразового полистирола, обработанного плазмой, или пластика для культур тканей (TCP) (39, 40). Несмотря на удобство использования, эти колбы являются трудоемкими и становятся неэффективными при расширении ячеек за пределы лабораторных масштабов, в основном из-за их большой занимаемой площади.

          Рисунок 5 . Малые технологии. Схематическое изображение обсуждаемых компактных технологий: (А) Т-образная колба; (B) Многослойная колба; (C) Роликовая бутылка; и (D) Вращающаяся колба.

          Многослойные колбы

          Это большие Т-образные колбы, состоящие из уложенных друг на друга плоских поверхностей (рис. 5В). Цель состоит в том, чтобы увеличить доступную поверхность за счет включения блока с несколькими лотками, общая площадь которого зависит от количества слоев, но обычно достигает 2.5 м 2 (39, 41). Колбу этого типа следует рассматривать как отдельную единицу, при этом клетки каждого слоя должны быть засеяны, культивированы и отделены одновременно. Несмотря на то, что это полезное устройство для масштабирования в лабораторном масштабе, существуют опасения относительно качества ячеек и связанной с этим трудоемкости. Например, может быть неоднородная доступность и распределение питательных веществ и газов между различными слоями колбы (41). Более того, простые операции, такие как посев клеток, смена среды и отделение / сбор клеток, становятся сложными из-за их размера и веса.В этом отношении автоматизация системы значительно улучшила бы эти повседневные операции.

          Роликовые бутылки

          Эти флаконы состоят из цилиндрических сосудов для выращивания клеток в динамической системе (рис. 5C). Обычно их помещают в нагретую среду на стойку, которая медленно вращается (от 5 до 240 оборотов в час). Они недороги и являются обычным методом, используемым для первоначального увеличения количества адгезивных клеток (42). Клетки прикрепляются и покрывают внутреннюю поверхность бутылки; следовательно, клетки циклически погружаются в культуральную среду и подвергаются воздействию газов.Кроме того, вращение обеспечивает уровень перемешивания, предотвращая образование в среде градиентов, которые могут повлиять на рост клеток. В этой системе клетки большую часть времени покрыты тонким слоем среды, что способствует лучшему газообмену (18). Поверхность, доступная для размножения клеток, составляет от 500 до 1700 см. 2 , с общим объемом от 1 до 1,5 л, подходящим для объемов культивирования 0,1–0,3 л (39). Как и статические колбы, вращающиеся колбы также трудозатратны. Для большого количества клеток дополнительным ограничением процесса роликовой бутылки из-за масштабирования является ограничение в контроле O 2 и CO 2 как в газовой, так и в жидкой фазах культивирования (39, 42).

          Колбы вращающиеся

          Эти устройства представляют собой колбы с плоским дном, обычно используемые в лабораторных условиях для перемешиваемых суспензионных культур, которые можно использовать для первоначальной проверки микроносителей и состава среды (43) (рис. 5D). Культура поддерживается в суспензии, а перемешивание достигается с помощью магнитной мешалки, также называемой крыльчаткой с магнитным приводом (44). В среду засевают клетки до заполнения колбы объемом 100–200 мл при скорости перемешивания 50 об / мин (45). По сравнению с растворами, упомянутыми ранее, вращающиеся колбы могут генерировать большое количество клеток, обеспечивать лучшую систему аэрации, более однородную подачу питательных веществ, более длительный период культивирования и снижение затрат.Микроносители могут быть добавлены во вращающиеся колбы в основном для проведения предварительных тестов перед перемещением в более крупные биореакторы (7). Микроносители представляют собой небольшие сферы диаметром от 90 до 300 мкм, доступные в различных размерах, материалах, покрытиях и поверхностных зарядах (46–48). Различные размеры и материалы влияют на плотность посева микроносителей и методы сбора клеток (48). Обработка клеточной адгезии может улучшить прикрепление клеток и способствовать их распространению (49). Поскольку выбор микроносителя зависит от типа ячейки, продукта и операционной настройки, настоятельно рекомендуется провести предварительные тесты с различными микроносителями (48, 50, 51).

          Важнейшие следующие шаги: (i) диссоциация клеток от носителей и (ii) сбор клеток из среды (7, 49). Во многих исследованиях сообщалось о проблемах эффективного отделения клеток от носителей с использованием классических ферментативных методов (7, 49, 52). Чтобы смягчить эту проблему, современные решения включают покрытия из термочувствительных полимеров (например, pNIPAAm) (53), разлагаемых (например, из PGA) (54) и съедобных (например, из альгината или хитозана) микроносителей (7).

          Крупномасштабные биореакторы или промышленные масштабы

          В этой главе мы опишем четыре наиболее часто используемых устройства для масштабирования адгезивных клеток в промышленных масштабах.Обзор основных технических характеристик и относительных преимуществ / недостатков также представлен в Таблице 2.

          Таблица 2 . Таблица, обобщающая преимущества и ограничения описанных крупномасштабных систем.

          Биореакторы качающегося движения

          Этот тип реактора использует волновое движение культуральной среды, создаваемое качающейся платформой, для получения суспензии клеточных гранул (микроносителя) (рис. 6А). Гранулы помещаются в одноразовый мешок с портами, обеспечивающими циркуляцию воздуха и надувание мешка (55).Система одноразовых пакетов имеет преимущества для клинического применения с точки зрения безопасности, обеспечивая максимальную простоту в эксплуатации и защиту от перекрестного заражения (55, 56). Камера помещается на специальную качающуюся платформу, вызывая низкое / незначительное напряжение сдвига в ячейках (55, 57). Перемешивание обеспечивает надлежащее перемешивание и массообмен, в то время как циркулирующий воздух обеспечивает необходимый кислородный обмен (57). Следует отметить, что новые модели биореакторов с качающимся движением имеют более высокий массоперенос, чем биореакторы стандартного волнового типа, при этом вызывая относительно низкое напряжение сдвига.Можно подключать мешки с питательной средой для перфузии через дополнительные порты, и он может работать в режиме партии, партии с подпиткой, повторной партии с подпиткой и режима перфузии (12). Эта настройка облегчает масштабирование и автоматизацию, что было продемонстрировано для объемов культивирования до 500 л (58). Такая система широко используется для размножения клеток млекопитающих, например эмбриональных фибробластов легких кошек (59), нейтрофилов из HSC (58) и Т-клеток (60). Учитывая, что эти реакторы обеспечивают высокий выход клеток, они являются платформой выбора при расширении банков клеток высокой плотности, полученных в результате интенсификации процессов (27).

          Рисунок 6 . Масштабные технологии. Схематическое изображение обсуждаемых промышленных технологий: (A) Wave; (В) Бак с мешалкой; (C) Насадочная кровать; и (D) Половолоконные биореакторы.

          Биореакторы с перемешивающим резервуаром

          Имея обширные знания о системах с мешалкой, реакторы с мешалкой, возможно, являются наиболее часто используемой системой для крупномасштабного культивирования клеток млекопитающих (15, 61) (Рисунок 6B). Они применяют те же принципы работы, что и вращающаяся колба (перемешивание в резервуаре с помощью крыльчатки), только в гораздо больших объемах, которые могут достигать до 2000 л в одном резервуаре (62).Рабочее колесо поддерживает перемешивание раствора для поддержания частиц (то есть органоидов, суспензионных клеток или микроносителей) в суспензии, гомогенизируя распределение кислорода, питательных веществ и тепла (63). Резервуар представляет собой закрытую и автоматизированную платформу и может работать в различных режимах, таких как периодический, с подпиткой и перфузия (15). Учитывая, что это система культивирования подвески, она предлагает типичные преимущества оптимизации площади основания. Когда он используется для выращивания клеток, прикрепленных к микроносителям, он может обеспечить in situ помощь в диссоциации клеток от носителей, когда клетки достигают слияния (18, 52).Стратегия основана на сочетании добавления трипсина с интенсивным перемешиванием. Создаваемое напряжение сдвига повышает эффективность отделения клеток, тем самым увеличивая конечный выход. В этом конкретном случае гидродинамика говорит нам, что это короткое и интенсивное напряжение сдвига не повреждает ячейки, потому что оторвавшиеся ячейки меньше, чем масштаб турбулентности Колмогорова (52). Промышленные биореакторы с мешалкой доступны как одноразовые, однако они традиционно изготавливаются из нержавеющей стали (материал cGMP), учитывая, что их легко чистить, они хорошо совместимы с биологическими препаратами и обладают высокой устойчивостью к давлению и эрозии (11).

          Биореакторы с насадочным слоем

          Также называемые неподвижным слоем, они состоят из полой трубки, набитой на дне неподвижными поверхностями, такими как каркасы, микроносители или пористые волокна (Рисунок 6C). Клетки засеваются на неподвижный слой, в то время как свежая среда непрерывно циркулирует в системе, переносит кислород и поставляет питательные вещества, обеспечивая при этом большое соотношение поверхности к объему для прикрепления и расширения клеток (18, 64). Это влияет на пассирование клеток: из-за большой площади поверхности клетки можно пассировать реже, что позволяет сэкономить на культуральных средах и операциях (57).Они коммерчески доступны в лабораторном масштабе cGMP (до 4 м 2 ) и для промышленного производства (до 500 м 2 ) (18, 57). Сообщалось о высокой плотности клеток 5,1 × 10 8 клеток / мл при использовании биореакторов с уплотненным слоем (64). Очень ранние клетки-предшественники (CFU-GEMM) увеличивались до 4,2 раза, в то время как более поздние клетки-предшественники (CFU-GM и BFU-E) демонстрировали до 7 и 1,8 раза соответственно (65). Более того, сообщалось о среднем семикратном увеличении MSC при начальной плотности клеток 6.0 × 10 7 клеток через 7 дней культивирования (66). Кроме того, перфузионная операция предлагает мониторинг и контроль условий процесса (18). Следует отметить, что конструкция реактора действительно создает риск образования осевой и радиальной концентрации градиентов, особенно в больших масштабах (18). Сбор клеток также может быть проблематичным из-за наличия высокой плотности клеток и сложности эффективного введения добавок для отсоединения в культуру (18).

          Биореакторы с полым волокном

          Они состоят из цилиндрической камеры, заполненной полупроницаемыми полыми волокнами (рис. 6D). Клетки можно инокулировать как внутри волокон, так и на экстракапиллярных поверхностях, что обеспечивает высокую плотность клеток порядка 1,0 × 10 9 клеток / мл (67, 68). Волокна имитируют кровеносные сосуды в координации подачи питательных веществ и удаления отходов, в то время как кислородный обмен регулируется за счет диффузии между внутрикапиллярным и экстракапиллярным пространствами (57, 67).Культуральная среда может протекать через волокно или камеру, либо через то и другое, используя соответствующие каналы и порты. В зависимости от метода инокуляции можно выбрать размер пор для полупроницаемой мембраны, чтобы определить, какие частицы должны проходить через мембрану или задерживаться на ней. Например, если клетки инокулируют на интракапиллярной поверхности, то среда перфузируется извне или вне капиллярного пространства. Эта проточная операция известна как внутрикапиллярная инокуляция с экстракапиллярной перфузией (69).Благодаря своей перфузионной природе, он позволяет автоматически отслеживать и контролировать концентрацию метаболитов, что важно для поддержания согласованности процесса (18). Однако существует потенциальная диссоциация продольных градиентов концентрации по мере того, как питательная среда или реагент диссоциации течет по волокнам, что означает, что распределение питательных веществ может быть непостоянным по полым волокнам (67). Стратегии преодоления этих ограничений включают использование переносчиков кислорода, которые увеличивают скорость потока и / или вращают половолоконный биореактор в заданных по времени циклах, чтобы уменьшить градиенты кислорода (70).Биореакторы из полых волокон использовались для увеличения МСК и HSC, полученных из пуповины человека. Культивирование проводили с плотностью посева 800000 клеток / мл, чтобы продемонстрировать полунепрерывную производственную модель с увеличением до 14 288 раз при сохранении маркеров плюрипотентности (69, 71). Чтобы увеличить производство ячеек, можно также подключать различные блоки параллельно (горизонтальное масштабирование) (72).

          Непрерывная культура клеток как альтернативный подход

          Более 30 лет назад концепция непрерывной биопереработки была представлена ​​как альтернатива серийному производству; в общих чертах это означает создание непрерывного процесса превращения текущего сырья в промежуточные или конечные продукты (73).В широком спектре отраслей применяются непрерывные процессы, от химических и нефтеперерабатывающих заводов до пищевых продуктов и наук о жизни (74–76). Причина этой реализации связана с доказанными преимуществами непрерывной обработки для сокращения продолжительности технологического цикла, используемых материалов и энергии, а также образования отходов (77). В последнее время биофармацевтическая промышленность, с появлением клеточной терапии, должна была стать более конкурентоспособной с точки зрения биотехнологии, чтобы снизить затраты на производство (78).По этой причине были предприняты большие усилия по внедрению непрерывных платформ для повышения эффективности и повышения рентабельности (79). Сосредоточившись на этом секторе, более эффективная экспансия клеток in vitro в больших масштабах все еще требуется для адгезивных клеток.

          Способ культивирования адгезивных клеток не изменился за последние 50 лет. Единственный принятый подход основан на постепенном увеличении поверхности, доступной для роста клеток, в минимальном объеме культуральной среды.Другими словами, чтобы разместить как можно больше ячеек, используя наименьший объем носителя. Таким образом, при расширении производства адгезивных клеток в промышленных масштабах площадь основания биореакторов все еще представляет собой препятствие из-за трудностей в эксплуатации и мониторинге резервуаров большого объема. Такие подходы привели к использованию поверхностей ячеек-гранул, которые перемешиваются в суспензии (как мы упоминали выше, с помощью микроносителей и реакторов с уплотненным слоем). Однако проблемы, связанные с отслоением клеток и последующим сбором, все еще не решены.

          Более того, прогнозы относительно будущего спроса на адгезивные клетки, которые будут производиться, по-видимому, выходят далеко за рамки текущих возможностей установленных платформ. В частности, потребность в адгезивных клетках для таких отраслей, как лечение аллогенных клеток и выращивание мяса, будет расти экспоненциально в течение относительно короткого периода времени; Это означает, что существует острая потребность в новых и инновационных технологиях.

          Альтернативный подход заключается в разработке нового биореактора, который позволяет непрерывно производить адгезивные клетки, основываясь на хорошо известных преимуществах непрерывной биопереработки по сравнению с партиями (рис. 7) (77).Для этого важны следующие шаги: (i) как отсоединить отдельные клетки, (ii) как поддерживать систему в равновесии между отсоединением и пролиферацией (стационарное состояние), и (iii) как непрерывно собирать клетки. .

          Рисунок 7 . Непрерывный процесс . Схема, показывающая пример того, как может работать непрерывный процесс производства адгезивных клеток. Такая система позволит прикрепленным клеткам расти на поверхности и непрерывно отделяться как отдельные клетки в стационарном состоянии.Отслаивающиеся клетки оставляют пустое пространство для роста соседних клеток, поддерживая стабильное количество клеток в культуре, при этом непрерывно собирая отдельные клетки из системы.

          Важно отметить, что непрерывная система может обеспечить несколько преимуществ по сравнению с существующими системами периодического действия, такими как: сокращение занимаемой площади и ресурсов, общее снижение производственных затрат, повышение качества продукции, воспроизводимости и выхода с течением времени за счет внедрения замкнутой и автоматизированной системы.Например, в недавней статье представлены данные, подтверждающие концепцию, предполагающие, что на площади всего 155 см 2 (например, колба для культивирования тканей среднего размера) может генерироваться более 1 миллиона клеток каждые 24 часа (76). Таким образом, на такой небольшой площади при непрерывной работе в течение 3 месяцев может образоваться ~ 100 миллионов ячеек. Кроме того, непрерывная система, применяемая для производства адгезивных клеток, может способствовать истинному обеспечению качества отдельных клеток в реальном времени. В такой системе отдельные клетки непрерывно отделяются и перемещаются в нижнем потоке из области, где они росли, к следующему процессу ниже по потоку.Контрольная точка может быть вставлена, позволяя принять решение о переходе ячейки к следующему процессу, находящемуся ниже по потоку, или соответственно отброшена. Это могло быть применено к каждой произведенной ячейке. В свою очередь, этот новый способ производства ячеек может либо изменить следующие последующие процессы, либо стимулировать разработку системы сбора, которая может соответствовать текущим последующим процессам. В любом случае это будет важный шаг, который необходимо тщательно продумать и спланировать, прежде чем реализовывать.

          В целом, преимущества непрерывных систем перед партиями хорошо известны и доказаны в различных отраслях промышленности, и в настоящее время нет причин, по которым их нельзя было бы применить для этого конкретного приложения.Однако, как и в случае с любой новой технологией или процессом, будут проблемы и уроки, но всегда есть возможность продвигаться и совершенствоваться.

          Вычислительное моделирование динамики жидкости для увеличения производства ячеек

          Компьютерные модели использовались для запуска алгоритмов и уравнений для прогнозирования поведения или результатов многих природных систем. Численное моделирование стало полезным инструментом не только для прогнозов, но и для ускорения разработки систем и устройств как в естественных, так и в человеческих системах (80).В частности, вычислительная гидродинамика (CFD) — это раздел механики жидкости, который использует численный анализ и структуры данных для анализа и решения проблем, связанных с потоками жидкости. Компьютеры используются для выполнения расчетов, необходимых для моделирования набегающего потока жидкости и взаимодействия жидкости (жидкостей и газов) с поверхностями, определяемыми граничными условиями.

          Поскольку проектирование, строительство и оценка биореакторов для крупномасштабного производства являются дорогостоящими и требуют много времени, вычислительные методы могут дать некоторое представление о механике жидкости в биореакторах.Таким образом, критические ограничивающие факторы, такие как недостаточное перемешивание, а также неоднородный массоперенос питательных веществ и кислорода, могут быть определены на ранней стадии проектирования процесса (81). Анализ CFD может предоставить подробную информацию о скоростях жидкости, давлениях, концентрациях растворенных веществ или частиц, температурах, напряжениях и тепловых / массовых потоках по всей области потока (67, 82). Все это важные параметры для разработки биореакторов и стратегий расширения. В частности, для конструкции биореактора CFD является полезным инструментом для решения важных вопросов и исследования оптимальных параметров, таких как тип и размеры реактора, конструкция газовых барботеров, контроль пенообразования / пенообразования, гидродинамическая стабильность, массообменная способность, перемешивание, концентрация / распределение растворенного кислорода. в качестве спорных тем, таких как повреждение клеток, вызванное пузырьками (15, 67).Кроме того, с помощью CFD можно предсказать критические параметры потока текучей среды, которые трудно или даже невозможно измерить. Например, в случае ячеек, чувствительных к сдвигу, входная мощность должна быть оптимальной для создания достаточного массопереноса, не вызывая критических уровней напряжения сдвига, которые могут в конечном итоге повредить ячейки (81).

          CFD-моделирование пузырьковых колонн, эрлифтных реакторов или резервуаров с мешалкой было частью повседневной работы инженеров-химиков (67). CFD-анализ использовался для прогнозирования поведения потока внутри капилляров в устройствах ультрафильтрации (84), которые могут быть применимы для разделения и / или концентрации клеток (67).CFD также используется в качестве инструмента для понимания слипания пузырьков (лопания пузырьков), вызванного массопереносом газов в среде биореактора, что является спорным вопросом в биотехнологии на протяжении десятилетий (81, 83).

          CFD

          широко применяется для биореакторов с мешалкой в ​​различных масштабах объема (85, 86). Помимо классических биореакторов, сделанных из стекла или нержавеющей стали, жидкость течет в небольшом (87), настольном (88) и пилотном (89) масштабе, что помогает идентифицировать, например, зоны гибели или застойные зоны, в которых жидкость течет очень сильно. медленно или совсем не течет (90), что влияет на массоперенос и жизнеспособность конечного продукта.Ли и др. исследовали модель CFD для оценки массопереноса и перемешивания в реакторе для увеличения производства клеток для выращивания мяса (91). Тот же подход уже широко используется для проектирования и производства нескольких медицинских устройств и хорошо подходит для проведения исследований по оптимизации для оценки гораздо большего числа вариантов конструкции, чем метод сборки и тестирования, что способствует сокращению времени цикла проектирования (15, 67). ).

          Можно сказать, что CFD — это «прогноз погоды» для инженеров по биотехнологиям, помогающий им предсказать a priori поведение прикрепленных клеток, растущих в биореакторах.Успешное масштабирование биопроцессов требует, чтобы производительность лабораторного масштаба в равной степени достигалась во время крупномасштабного производства, чтобы соответствовать экономическим ограничениям (92). Что наиболее важно, CFD может сократить затраты времени и средств на эксперименты методом проб и ошибок, что особенно важно, если доступность биологического материала ограничена (например, первичных тканей или стволовых клеток). Когда основные технические параметры, такие как потребляемая мощность, время перемешивания и коэффициент массопереноса (кислорода), моделируются и прогнозируются, можно оптимизировать рост клеток и производительность, сохраняя при этом высокое качество продукта (81).

          Заключительные замечания

          Существует значительное количество технологий, доступных для увеличения производства ячеек. Они были разработаны в основном для использования в биотехнологической и фармацевтической промышленности. В настоящее время нет коммерчески доступных биореакторов, разработанных ad hoc для выращивания мясных культур. Таким образом, вполне вероятно, что группы, работающие в области выращивания мяса, используют две разные стратегии: (1) пытаются адаптировать свой процесс производства клеток к существующим периодическим технологиям; (2) разработать собственные производственные платформы, которые очень специфичны для их нужд.Следует учитывать, что это поле должно будет генерировать количество ячеек, которое, возможно, является самым высоким среди всех существующих отраслей (1). Однако остается вопрос, смогут ли современные технологии удовлетворить такой значительный спрос на ячейки. Мы полагаем, что, основываясь на текущих коммерчески доступных технологиях, периодические процессы не смогут эффективно генерировать необходимое количество адгезивных клеток. Более того, мы считаем, что должны произойти радикальные изменения в том, как мы выращиваем и производим эти типы клеток, разрабатывая новые системы, в которых задействуются, например, хорошо известные преимущества непрерывной биопереработки.

          Великие идеи и благородные цели в этой области должны сочетаться с новыми и весьма инновационными технологиями, позволяющими их поддерживать. Серьезная задача эффективного производства мясных продуктов в больших масштабах дает возможность разрабатывать новые концепции и биопроцессы, которых раньше не было, а также стимулировать инновации во многих дисциплинах. Мы считаем, что непрерывное производство клеток могло бы стать одной из этих новых концепций, которые помогут компаниям, занимающимся выращиванием мясных культур, достичь своей цели.Но, безусловно, предстоит еще многое сделать, чтобы продвинуть инновации еще дальше.

          Авторские взносы

          Рукопись написали

          CB, JA и LD. MM и LG отредактировали и внесли интеллектуальный вклад в рукопись. CC отредактировал, внес интеллектуальный вклад и одобрил к публикации. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

          Конфликт интересов

          JA, LD, MM и LG используются CellulaREvolution Ltd. CellulaREvolution Ltd — дочерняя компания Университета Ньюкасла, разрабатывающая новый биореактор непрерывного действия для производства адгезивных клеток.MM, LG и CC являются соучредителями и акционерами CellulaREvolution Ltd.

          .

          Оставшийся автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

          Список литературы

          2. Шпехт Э.А., Велч Д.Р., Клейтон Э.М.Р., Лагалли CD. Возможности применения биомедицинских методов производства и производства для развития чистой мясной промышленности. Biochem Eng J. (2018) 132: 161–8. DOI: 10.1016 / j.bej.2018.01.015

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          3. Чжан Г, Чжао Х, Ли Х, Ду Г, Чжоу Дж, Чен Дж. Проблемы и возможности биопроизводства культивированного мяса. Trends Food Sci Technol. (2020) 97: 443–50. DOI: 10.1016 / j.tifs.2020.01.026

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          5. Lechanteur C, Baila S, Janssen ME, Giet O, Briquet A, Baudoux E, et al. Крупномасштабное клиническое распространение мезенхимальных стволовых клеток в закрытой автоматизированной системе квантового расширения квантовых клеток ® , соответствующей требованиям GMP: сравнение с размножением в традиционных Т-колбах. J Рес-терапия стволовыми клетками. (2014) 4: 1000222. DOI: 10.4172 / 2157-7633.1000222

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          6. Tirughana R, Metz MZ, Li Z, Hall C, Hsu D, Beltzer J, et al. Производство GMP и расширение адгезивных нервных стволовых клеток с помощью системы квантовой экспансии клеток. Методы терапии Mol Clin Dev. (2018) 10: 48–56. DOI: 10.1016 / j.omtm.2018.05.006

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          8. Дерахти С., Сафиабади-Тали С.Х., Амоабедин Г., Шейхпур М.Стратегии прикрепления и отсоединения в технологии культивирования клеток на основе микроносителей: всесторонний обзор. Mater Sci Eng C. (2019) 103: 109782. DOI: 10.1016 / j.msec.2019.109782

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          9. Fish KD, Rubio NR, Stout AJ, Yuen JS, Kaplan DL. Перспективы и проблемы в отношении жира, выращенного на клеточных культурах, как нового пищевого ингредиента. Trends Food Sci Technol. (2020) 98: 53–67. DOI: 10.1016 / j.tifs.2020.02.005

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          11.He C, Ye P, Wang H, Liu X, Li F. Систематический подход к моделированию массопереноса для увеличения масштаба биореактора культур клеток млекопитающих. Biochem Eng J. (2019) 141: 173–81. DOI: 10.1016 / j.bej.2018.09.019

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          12. Эйбл Р., Вернер С., Эйбл Д. Мешковый биореактор, основанный на движении, вызванном волной: характеристики и применение. В: Одноразовые биореакторы . Берлин; Гейдельберг: Springer, 55–87. DOI: 10.1007 / 10_2008_15

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          14.Голдман М.Х., Джеймс Д.К., Рендалл М., Изон А.П., Хоар М., Бык А.Т. Мониторинг рекомбинантного человеческого N-гликозилирования гамма-интерферона во время перфузии периодического культивирования клеток CHO в псевдоожиженном слое и в резервуаре с перемешиванием. Biotechnol Bioeng. (1998) 60: 596–607. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-0290 (19981205) 60: 5 <596 :: AID-BIT10> 3.0.CO; 2-5

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          15. Мандениус CF. Биореакторы: конструкция, работа и новые применения . Вайнхайм: Джон Вили и сыновья (2016).DOI: 10.1002 / 9783527683369

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          16. Яманэ Т., Шимидзу С. Методы периодического действия в микробных процессах. в Контроль параметров биопроцесса. Спрингер, 147–194. DOI: 10.1007 / BFb0006382

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          18. Рафик QA, Heathman TR, Coopman K, Nienow AW, Hewitt CJ. Масштабируемое производство для нужд клеточной терапии. В: Биореакторы . Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA (2016).п. 113–146. DOI: 10.1002 / 9783527683369.ch5

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          21. Книппенберг М., Хелдер М.Н., Зандие Дулаби Б., Семейнс С.М., Вуйсман П.И., Кляйн-Нуленд Дж. Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из жировой ткани, приобретают чувствительность, подобную костным клеткам, на напряжение сдвига жидкости при остеогенной стимуляции. Tissue Eng. (2005) 11: 1780–8. DOI: 10.1089 / десять.2005.11.1780

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          23. Мотобу М., Ван П.С., Мацумура М.Влияние напряжения сдвига на рекомбинантные клетки яичников китайского хомячка. J Ferment Bioeng. (1998) 85: 190–5. DOI: 10.1016 / S0922-338X (97) 86766-9

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          24. Туомисто Х.Л., Эллис М.Дж., Хааструп П. Воздействие культивированного мяса на окружающую среду: альтернативные сценарии производства. В Schenck R, Huizenga D, редакторы. Труды 9-й Международной конференции по оценке жизненного цикла в агропродовольственном секторе . Сан-Франциско, Калифорния (2014), 1360–6.Доступно в Интернете по адресу: https://core.ac.uk/download/pdf/38629617.pdf

          PubMed Аннотация | Google Scholar

          27. Тао Й., Ши Дж., Синакор М., Рилл Т., Юсуф-Макагиансар Х. Разработка и внедрение основанного на перфузии процесса банковского накопления клеток с высокой плотностью клеток. Биотехнология Прогресс. (2011) 27: 824–9. DOI: 10.1002 / btpr.599

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          28. Ро К. Х., Нерем Р. М., Рой К. Биопроизводство терапевтических клеток: современное состояние, текущие проблемы и перспективы на будущее. Ann Rev Chem Biomol Eng. (2016) 7: 455–78. DOI: 10.1146 / annurev-chembioeng-080615-033559

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          29. Macdonald GJ. Масштабирование плюс одноразовое использование могут многократно увеличить урожайность: технология одноразового использования сводит некоторые уравнения биопроизводства к масштабированию> масштабированию. Genetic Eng Biotechnol News. (2019) 39: 46–8. DOI: 10.1089 / gen.39.11.16

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          30. Абу-Абси Н.Р., Кенти Б.М., Куэльяр М.Э., Борис М.К., Сахамури С., Страчан Д.Д. и др.Мониторинг в реальном времени нескольких параметров в биореакторах культур клеток млекопитающих с помощью встроенного зонда для спектроскопии комбинационного рассеяния. Biotechnol Bioeng. (2011) 108: 1215–21. DOI: 10.1002 / бит.23023

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          31. Циммерлейтер Р., Кагер Дж., Никзад-Лангероди Р., Бережинский В., Вестад Ф., Хервиг С. и др. Бесконтактный неинвазивный спектроскопический мониторинг биопроцессов в ближней инфракрасной области с использованием микроспектрометрической технологии. Anal Bioanal Chem. (2019) 412: 2103–9. DOI: 10.1007 / s00216-019-02227-w

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          32. Хембах Т., Фихтер А., Джонсон Э.А. Последующая переработка, биосурфактанты, каротиноиды. Т. 53. Берлин; Гейдельберг: Springer (1996). DOI: 10.1007 / BFb0102322

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          33. Alford JS. Контроль биопроцессов: достижения и проблемы. Comput Chem Eng. (2006) 30: 1464–75. DOI: 10.1016 / j.compchemeng.2006.05.039

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          34. Joeris K, Frerichs J-G, Konstantinov K, Scheper T. Микроскопия in-situ : онлайн-мониторинг процессов культур клеток млекопитающих. Цитотехнология. (2002) 38: 129–34. DOI: 10.1023 / A: 1021170502775

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          35. Мехдизаде Х., Лаури Д., Карри К.М., Мошгбар М., Прокопио-Мелино Р., Драпо Д. Типовые калибровочные модели на основе комбинационного рассеяния, позволяющие в реальном времени контролировать биореакторы культур клеток. Биотехнология Прогресс. (2015) 31: 1004–13. DOI: 10.1002 / btpr.2079

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          36. Лоуренсо Н.Д., Лопес Ж.А., Алмейда, К.Ф., Саррагуса М.К., Пиньейру Х.М. Мониторинг биореактора с помощью спектроскопии и хемометрии: обзор. Anal Bioanal Chem. (2012) 404: 1211–37. DOI: 10.1007 / s00216-012-6073-9

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          37. Koch C, Posch AE, Goicoechea HC, Herwig C, Lendl B.Количественное определение нескольких аналитов в биопроцессах с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье с помощью частичной регрессии наименьших квадратов и многомерного разрешения кривой. Анальный Chimica Acta. (2014) 807: 103–110. DOI: 10.1016 / j.aca.2013.10.042

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          38. Биттнер Ч., Венерт Дж., Шепер Т. Микроскопия in situ для определения биомассы в режиме реального времени. Biotechnol Bioeng. (1998) 60: 24–35. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-0290 (19981005) 60: 1 <24 :: AID-BIT3> 3.0.CO; 2-2

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          39. Рафик К.А., Купман К., Хьюитт С.Дж. Масштабирование культуры мезенхимальных стволовых клеток человека: современные технологии и будущие задачи. Curr Opin Chem Eng. (2013) 2: 8–16. DOI: 10.1016 / j.coche.2013.01.005

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          40. Лерман М.Дж., Лембонг Дж., Мурамото С., Гиллен Дж., Фишер Дж. П.. Эволюция полистирола как материала для культивирования клеток. Tissue Eng B Rev. (2018) 24: 359–72. DOI: 10.1089 / ten.teb.2018.0056

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          41. Рандерс-Эйхорн Л., Бартлетт Р.А., Сипиор Дж., Фрей Д.Д., Картер Г.М., Лакович Дж. Р. и др. Датчики на основе времени жизни флуоресценции: измерение кислорода и другие биомедицинские приложения. В: Laser-Tissue Interaction VII . Сан-Хосе, Калифорния: Международное общество оптики и фотоники, 147–158.

          Google Scholar

          42. Клапп К.П., Кастан А., Линдског Е.К.Оборудование для разведки и добычи. in Биофармацевтическая обработка . Амстердам: Эльзевир, 457–476. DOI: 10.1016 / B978-0-08-100623-8.00024-4

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          43. Schnitzler A, Verma A, Aysola M, Murrell J, Rook M. Среда и поверхность микроносителя должны быть оптимизированы при переходе разрастания мезенхимальных стволовых / стромальных клеток в биореакторы с мешалкой. в BMC Proceedings . Барселона: BioMed Central, 57.

          .

          Google Scholar

          44.Лиович П., Шутало И.Д., Стюарт Р., Глаттауэр В., Мегхер Л. Поток жидкости и напряжения на микроносителях в биореакторах с вращающейся колбой. in Труды 9-й Международной конференции по CFD в полезных ископаемых и обрабатывающих отраслях . Мельбурн, Виктория: CSIRO.

          Google Scholar

          45. Гупта П., Исмади М.З., Верма П.Дж., Фурас А., Джадхав С., Белларе Дж. И др. Оптимизация скорости перемешивания в вращающейся колбе для структурной целостности микроносителя и размножения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Цитотехнология . (2016) 68: 45–59. DOI: 10.1007 / s10616-014-9750-z

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          46. Braeckmans K, De Smedt SC, Leblans M, Pauwels R, Demeester J. Кодирование микроносителей: настоящие и будущие технологии. Нат Рев Лекарство Открытие . (2002) 1: 447–56. DOI: 10.1038 / nrd817

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          47. Чен АКЛ, Чен Х, Чу АБХ, Реувени С., О СКВ. Критические свойства микроносителя, влияющие на распространение недифференцированных эмбриональных стволовых клеток человека. Stem Cell Res. (2011) 7: 97–111. DOI: 10.1016 / j.scr.2011.04.007

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          49. Shyu JY. Расширение ячеек с помощью растворимых микроносителей . Берлингтон, Массачусетс: BioProcess International (2018).

          Google Scholar

          50. Панчалингам К.М., Юнг С., Розенберг Л., Бехи Л.А. Стратегии биопроцессинга для крупномасштабного производства мезенхимальных стволовых клеток человека: обзор. Рес-терапия стволовыми клетками. (2015) 6: 225. DOI: 10.1186 / s13287-015-0228-5

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          51. Цай А.С., Ма Т. Экспансия мезенхимальных стволовых клеток человека в биореакторе микроносителя. in Биореакторы в биологии стволовых клеток . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer, 77–86. DOI: 10.1007 / 7651_2016_338

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          52. Ниенов А.В., Рафик К.А., Купман К., Хьюитт С.Дж. Потенциально масштабируемый метод получения hMSC с микроносителей. Biochem Eng J. (2014) 85: 79–88. DOI: 10.1016 / j.bej.2014.02.005

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          53. Ян Х.С., Чон О, Бханг Ш., Ли Ш., Ким Б.С. Суспензионная культура клеток млекопитающих с использованием термочувствительного микроносителя, который позволяет отслаивать клетки без обработки протеолитическими ферментами. Трансплантация клеток . (2010) 19: 1123–32. DOI: 10.3727 / 096368910X516664

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          54. Родригес А.Л., Родригес Калифорния, Гомес АР, Виейра С.Ф., Баденес С.М., Диого М.М. и др.Растворимые микроносители позволяют масштабируемое размножение и сбор индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток в условиях, свободных от ксено. Biotechnol J. (2019) 14: 1800461. DOI: 10.1002 / biot.201800461

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          56. Zhong JJ. Последние достижения в области биореакторной техники. Korean J Chem Eng. (2010) 27: 1035–41. DOI: 10.1007 / s11814-010-0277-5

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          57.Кумар А., Старли Б. Крупномасштабное промышленное расширение ячеек: производство критически важного сырья для процессов биотехнологии. Биотехнология . (2015) 7: 044103. DOI: 10.1088 / 1758-5090 / 7/4/044103

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          58. Тимминс Н.Э., Палфрейман Э., Мартурана Ф., Дитмайр С., Луйкенга С., Лопес Г. и др. Клиническая шкала ex vivo производство нейтрофилов из гемопоэтических клеток-предшественников. Biotechnol Bioeng. (2009) 104: 832–40. DOI: 10.1002 / бит.22433

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          59. Хундт Б., Бест С., Шлавин Н., Касснер Х., Гензель Ю., Райхл У. Создание процесса производства вакцины против энтерита норок в реакторе с мешалкой и культивированием микроносителя в биореакторе Wave ® в масштабе 1–10 л. Вакцина . (2007) 25: 3987–95. DOI: 10.1016 / j.vaccine.2007.02.061

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          60.Hami LS, Green C, Leshinsky N, Markham E, Miller K, Craig S. Производство GMP и тестирование Xcellerated T Cells TM для лечения пациентов с CLL. Цитотерапия. (2004) 6: 554–62. DOI: 10.1080 / 14653240410005348

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          61. Лёффельхольц К., Хусеманн У., Греллер Г., Меусель В., Каулинг Дж., Эй П. и др. Параметры биоинженерии для одноразовых биореакторов: обзор и оценка подходящих методов. Chemie Ingenieur Technik . (2013) 85: 40–56. DOI: 10.1002 / cite.201200125

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          62. Де Хесус М., Вурм FM. Производство рекомбинантных белков в количествах килограмм-тонн с использованием животных клеток в биореакторах. Eur J Pharm Biopharm. (2011) 78: 184–8. DOI: 10.1016 / j.ejpb.2011.01.005

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          63. Wang SJ, Zhong JJ. Биореакторная техника. в Биопереработка для продуктов с добавленной стоимостью из возобновляемых ресурсов .Амстердам: Elsevier, 131–161. DOI: 10.1016 / B978-044452114-9 / 50007-4

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          65. Мейснер П., Шредер Б., Херфурт С., Бизелли М. Разработка биореактора с неподвижным слоем для размножения гематопоэтических клеток-предшественников человека. Цитотехнология. (1999) 30: 227–34. DOI: 10.1023 / A: 1008085932764

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          66. Mizukami A, Orellana MD, Caruso SR, de Lima Prata K, Covas DT, Swiech K.Эффективное размножение мезенхимальных стромальных клеток в одноразовой культуральной системе с неподвижным слоем. Биотехнология Прогресс. (2013) 29: 568–72. DOI: 10.1002 / btpr.1707

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          67. Мартин Ю., Верметт П. Биореакторы для массовой культуры тканей: дизайн, характеристика и последние достижения. Биоматериалы . (2005) 26: 7481–503. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2005.05.057

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          68.Робертс И., Байла С., Райс Р. Б., Янссенс М. Э., Нгуен К., Моенс Н. и др. Увеличение масштаба культуры эмбриональных стволовых клеток человека с использованием полого волоконного биореактора. Письма о биотехнологиях . (2012) 34: 2307–15. DOI: 10.1007 / s10529-012-1033-1

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          69. Годара П., МакФарланд CD, Нордон RE. Разработка биореакторов для тканевой инженерии мезенхимальных стволовых клеток. J Chem Technol Biotechnol. (2008) 83: 408–20. DOI: 10.1002 / jctb.1918

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          70. Bettahalli NMS, Vicente J, Moroni L, Higuera GA, Van Blitterswijk CA, Wessling M, et al. Интеграция половолоконных мембран улучшает поступление питательных веществ в трехмерные тканевые конструкции. Acta biomaterialia . (2011) 7: 3312–24. DOI: 10.1016 / j.actbio.2011.06.012

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          71. Housler GJ, Miki T., Schmelzer E, Pekor C., Zhang X, Kang L, et al.Технология биореактора на основе капиллярной мембраны из полых волокон для исследований in vitro по направлению клонирования эритроцитов гемопоэтических стволовых клеток. Tissue Eng C Методы. (2012) 18: 133–42. DOI: 10.1089 / ten.tec.2011.0305

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          72. Whitford WG, Cadwell JJ. Потенциальное применение полых волоконных биореакторов в крупномасштабном производстве . Крэнбери, Нью-Джерси: BioPharm International (2011) 24: s21 – s26.

          Google Scholar

          74. Wu N, Bai L, Chu C. Моделирование и обнаружение конфликтов операций с сырой нефтью для процесса нефтепереработки на основе контролируемой цветной временной сети Петри. В: IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews) . IEEE (2007) 37: 461–42. DOI: 10.1109 / TSMCC.2007.897339

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          75. Tomasula PM, Craig JC, Boswell RT. Непрерывный процесс производства казеина с использованием углекислого газа под высоким давлением. J Food Eng. (1997) 33: 405–19. DOI: 10.1016 / S0260-8774 (97) 00053-8

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          76. Миотто М., Гувейя Р., Абидин Ф.З., Фигейредо Ф., Коннон С.Дж. Разработка подхода непрерывной биопроцессинга к производству стромальных клеток. Интерфейсы приложения ACS Mater. (2017) 9: 41131–42. DOI: 10.1021 / acsami.7b09809

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          77. Griffiths JB. Относительные преимущества непрерывного процесса по сравнению с периодическим.in Культура клеток животных и производство биопрепаратов . Дордрехт: Springer, 401–410. DOI: 10.1007 / 978-94-011-3550-4_48

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          78. Липсиц Ю.Ю., Миллиган В.Д., Фицпатрик И., Сталмейер Э., Фарид С.С., Тан К.Й. и др. Дорожная карта для планирования затрат на товары для руководства экономическим производством продуктов клеточной терапии. Цитотерапия . (2017) 19: 1383–91. DOI: 10.1016 / j.jcyt.2017.06.009

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          79.Hummel J, Pagkaliwangan M, Gjoka X, Davidovits T, Stock R, Ransohoff T. и др. Моделирование последующей обработки моноклональных антител показывает преимущества в стоимости непрерывных методов для широкого диапазона производственных масштабов. Biotechnol J. (2019) 14: 1700665. DOI: 10.1002 / biot.201700665

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          80. Оран ES, Борис Дж. П. Численное моделирование реактивного потока . Кембридж: Издательство Кембриджского университета (2005).

          Google Scholar

          81. Вернер С., Кайзер С. К., Крауме М., Эйбл Д. Вычислительная гидродинамика как современный инструмент для инженерной характеристики биореакторов. Фарм Биопроцесс. (2014) 2: 85–99. DOI: 10.4155 / PBP.13.60

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          82. Блазек Дж. Вычислительная гидродинамика: принципы и приложения . Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн (2015). DOI: 10.1016 / B978-0-08-099995-1.00012-9

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          83.Шарма С., Малхотра Д., Ратор А.С. Обзор приложений вычислительной гидродинамики в биотехнологических процессах. Биотехнология Прогресс . (2011) 27: 1497–510. DOI: 10.1002 / btpr.689

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          84. Смит С., Таха Т., Цуй З. Улучшение ультрафильтрации полых волокон с помощью снарядного потока — гидродинамическое исследование. Опреснение. (2002) 146: 69–74. DOI: 10.1016 / S0011-9164 (02) 00491-5

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          85.Лэмпинг С.Р., Чжан Х., Аллен Б., Шамлоу, Пенсильвания. Разработка прототипа миниатюрного биореактора для высокопроизводительной автоматизированной биотехнологии. Chem Eng Sci. (2003) 58: 747–58. DOI: 10.1016 / S0009-2509 (02) 00604-8

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          86. Zou X, Xia J, Chu J, Zhuang Y, Zhang S. Исследование динамики жидкости в реальном времени и физиологический ответ на увеличение объема ферментации эритромицина с 50 л до 132 м 3 ферментера. Bioprocess Biosyst Eng. (2012) 35: 789–800.DOI: 10.1007 / s00449-011-0659-z

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          87. Бильген Б., Барабино Г.А. Моделирование гидродинамической среды биореактора и ее влияния на рост тканей. в Компьютерная инженерия тканей . Тотова, Нью-Джерси: Springer, 237–255. DOI: 10.1007 / 978-1-61779-764-4_14

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          88. Kaiser SC, Eibl R, Eibl D. Технические характеристики одноразового биореактора с мешалкой в ​​лабораторных условиях: биореактор Mobius CellReady 3L в качестве примера. Eng Life Sci. (2011) 11: 359–68. DOI: 10.1002 / elsc.201000171

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          89. Löffelholz C, Kaiser SC, Werner S, Eibl D. CFD как инструмент для характеристики одноразовых биореакторов. В: Технология одноразового использования в биофармацевтическом производстве . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons (2010), 263–279. DOI: 10.1002 / 9780470

          7.ch32

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          90. Ли С. Глава 5 — Модели распределения времени пребывания и потока для реакторов.В: Reaction Engineering , ed. С. Ли. Бостон: Баттерворт-Хайнеманн, 213–263. DOI: 10.1016 / B978-0-12-410416-7.00005-7

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          91. Ли Х, Чжан Г, Чжао Х, Чжоу Дж, Ду Г, Чен Дж. Концептуальный проект эрлифтного реактора для крупномасштабного культивирования клеток животных в контексте производства мяса in vitro . Chem Eng Sci. (2020) 211: 115269. DOI: 10.1016 / j.ces.2019.115269

          CrossRef Полный текст | Google Scholar

          92.Кушель М., Сиблер Ф., Такорс Р. Лагранжевые траектории для прогнозирования формирования популяционной гетерогенности в крупномасштабных биореакторах. Биоинженерия. (2017) 4:27. DOI: 10.3390 / биоинженерия4020027

          PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

          Т-клеток, разработанных для борьбы с различными видами рака

          С помощью Т-клеточной инженерии исследователи из онкологического центра Мэсси Университета Содружества Вирджинии показали, что можно остановить рост опухоли для различных видов рака и подавить распространение рака на другие ткани.Это исследование будет опубликовано в завтрашнем печатном выпуске Cancer Research.

          Статья основана на десятилетиях исследований, проведенных соавтором исследования Полом Б. Фишером, M.Ph., Ph.D., участником программы исследований биологии рака Мэсси, который открыл белок под названием IL-24, который атакует различные виды рака несколькими разными способами.

          В этом последнем исследовании Фишер объединился со своим коллегой Сян-Янгом (Шон) Ван, доктором философии, который со-руководит программой исследований в области терапии развития в Massey, чтобы предоставить ген, кодирующий IL-24, который является называется MDA-7, для солидных опухолей с использованием Т-клеток.

          «Я думаю, что прелесть того, чем мы занимаемся, заключается в том, что это расширяет сферу применения иммунотерапии», — сказал Фишер, профессор и заведующий кафедрой генетики человека и молекулярной генетики Медицинской школы VCU, директор VCU. Институт молекулярной медицины (VIMM) и Тельма Ньюмейер Корман обеспечили кафедру онкологических исследований. «Наш подход в меньшей степени зависит от раковых клеток, экспрессирующих что-то специфическое для мишени».

          В конце концов, это не первый случай, когда Т-клетки были созданы для иммунотерапии рака.Одобренная FDA клеточная терапия химерного антигенного рецептора T (CAR-T), предназначенная для уничтожения раковых клеток, экспрессирующих специфические поверхностные молекулы, показала огромный успех в лечении запущенных форм рака крови и лимфатической системы.

          Но CAR-T добился ограниченного прогресса в отношении солидных опухолей, таких как рак простаты или меланома, потому что клетки, составляющие эти опухоли, не все одинаковые, что блокирует сконструированные Т-клетки от распознавания и атаки.

          Ван и Фишер вооружили Т-клетки MDA-7 / IL-24 для более широкого воздействия на рак.

          «Конструирование Т-клеток для производства MDA-7 / IL-24 позволяет убивать раковые клетки независимо от их экспрессии целевых молекул. Это поможет предотвратить ускользание раковых клеток от иммунной атаки», — сказал Ван, который также является профессором гуманитарных наук. и молекулярной генетики в VCU, заместителя директора по иммунологии в VIMM и имеет звание заслуженного профессора Гарри и Джуди Уэйсон в Massey.

          На субклеточном уровне MDA-7 / IL-24 связывается с рецепторами на поверхности клеток и дает им команду создавать и высвобождать больше копий белка MDA-7 / IL-24.Если клетка в норме, белок просто секретируется и никаких повреждений не происходит. Но если клетка злокачественная, MDA-7 / IL-24 вызывает повреждение оксидативным стрессом и, в конечном итоге, гибель клетки не только внутри первичной опухоли, но и среди ее отдаленных метастазов, что является причиной смерти 90% пациентов.

          В результате этого процесса иммунная система генерирует Т-клетки памяти, которые теоретически могут убить опухоль, если она когда-нибудь вернется. На уровне всей опухоли IL-24 также блокирует образование кровеносных сосудов, лишая опухоли питательных веществ, столь необходимых для поддержания их неконтролируемого роста.

          У мышей с раком простаты, меланомой или другими метастазами рака Т-клетки, экспрессирующие MDA-7 / IL-24, замедляли или останавливали прогрессирование рака лучше, чем немодифицированные Т-клетки.

          Исследователи также обнаружили, что вооружение Т-клеток MDA-7 / IL-24 позволяет им лучше выживать и размножаться в микросреде опухоли — пространстве прямо вокруг раковой массы.

          «Место опухоли часто очень враждебно иммунным клеткам», — сказал Ван. «Мы обнаружили, что MDA-7 / IL-24 может помочь Т-клеткам размножаться и превосходить по количеству раковые клетки.«

          В клинике этот подход будет включать извлечение собственных Т-клеток пациента из образцов опухоли, их генетическую инженерию для экспрессии MDA-7 / IL-24, выращивание миллионов копий клеток в лаборатории и, наконец, их трансплантацию обратно в пациента.Согласно утвержденным федеральным законодательством производственным стандартам, процедура в целом безопасна и минимально инвазивна.Клетки CAR-T также могут быть сконструированы для экспрессии MDA-7 / IL-24.

          Чтобы быть наиболее эффективным, MDA-7 / IL- 24 Т-клетки, вероятно, будут использоваться в сочетании с другими методами лечения.

          Несмотря на то, что всегда нелегко перенести технологию с рабочего места на прикроватную тумбочку, Фишер надеется, что большая часть работы уже заложена.

          Клинические испытания с использованием различных методов доставки IL-24 уже ведутся для нескольких видов рака. Испытание фазы 1 с использованием аденовируса, аналогичного простуде, для доставки MDA-7 / IL24 в опухоль продемонстрировало эффективность около 44% против множественных форм рака и в целом оказалось нетоксичным.

          «Я думаю, у нас есть преимущество и есть разбег, который можно было бы действительно ускорить», — сказал Фишер.

          Вместе Ван и Фишер недавно получили грант от Национального института рака на оптимизацию своей технологии лечения солидных опухолей и метастазов рака в ожидании будущих испытаний на людях.

          Ссылка: Liu Z, Guo C, Das SK, et al. Конструирование Т-клеток для экспрессии опухолевидных MDA-7 / IL24 усиливает иммунотерапию рака. Cancer Res . 2021; 81 (9): 2429-2441. doi: 10.1158 / 0008-5472.CAN-20-2604

          Эта статья переиздана на основании следующих материалов.Примечание: материал мог быть отредактирован по объему и содержанию. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с цитируемым источником.

          Сотовые телефоны и информационный бюллетень о риске рака

        • Inskip PD, Hoover RN, Devesa SS. Тенденции заболеваемости раком мозга в связи с использованием сотовых телефонов в США. Нейроонкология 2010; 12 (11): 1147–1151.

          [Аннотация PubMed]
        • Deltour I, Johansen C, Auvinen A, et al.Временные тренды заболеваемости опухолями головного мозга в Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции, 1974–2003 гг. Журнал Национального института рака 2009; 101 (24): 1721–1724.

          [Аннотация PubMed]
        • Карипидис К., Элвуд М., Бенке Г. и др. Использование мобильных телефонов и частота возникновения опухолей головного мозга, гистологические типы, классификация или анатомическое расположение: популяционное экологическое исследование. BMJ Open 2018; 8 (12): e024489.

          [Аннотация PubMed]
        • Витроу Д.Р., Беррингтон де Гонсалес А., Лам С.Дж., Уоррен К.Э., Шилс М.С.Тенденции заболеваемости опухолями центральной нервной системы у детей в США, 1998–2013 гг. Эпидемиология, биомаркеры и профилактика рака 2019; 28 (3): 522–530.

          [Аннотация PubMed]
        • Kshettry VR, Hsieh JK, Ostrom QT, Kruchko C, Barnholtz-Sloan JS. Заболеваемость вестибулярными шванномами в США. Журнал нейроонкологии 2015; 124 (2): 223–228.

          [Аннотация PubMed]
        • Lin DD, Lin JL, Deng XY, et al.Тенденции заболеваемости внутричерепными менингиомами в США, 2004–2015 гг. Медицина рака 2019; 8 (14): 6458–6467.

          [Аннотация PubMed]
        • Deltour I, Auvinen A, Feychting M, et al. Использование мобильных телефонов и заболеваемость глиомой в странах Северной Европы, 1979–2008 гг .: Проверка соответствия. Эпидемиология 2012; 23 (2): 301–307.

          [Аннотация PubMed]
        • Литтл М.П., ​​Раджараман П., Кертис Р.Э. и др.Использование мобильных телефонов и риск глиомы: сравнение результатов эпидемиологического исследования с тенденциями заболеваемости в США. Британский медицинский журнал 2012; 344: e1147.

          [Аннотация PubMed]
        • SCENIHR. 2015. Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья: потенциальные последствия воздействия электромагнитных полей (ЭМП) на здоровье: http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/emerging/docs/scenihr_o_041.pdf, по состоянию на 7 декабря, 2020.

        • Röösli M, Lagorio S, Schoemaker MJ, Schüz J, Feychting M. Опухоли головного мозга и слюнных желез и использование мобильных телефонов: оценка доказательств различных планов эпидемиологических исследований. Годовой обзор общественного здравоохранения 2019; 40: 221–238.

          [Аннотация PubMed]
        • Международное агентство по изучению рака. Неионизирующее излучение, Часть 2: Радиочастотные электромагнитные поля . Лион, Франция: МАИР; 2013. Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека, Том 102.

        • Кардис Э., Ричардсон Л., Дельтур I и др. Исследование INTERPHONE: дизайн, эпидемиологические методы и описание исследуемой популяции. Европейский журнал эпидемиологии 2007; 22 (9): 647–664.

          [Аннотация PubMed]
        • Исследовательская группа INTERPHONE. Риск опухоли головного мозга в связи с использованием мобильного телефона: результаты международного исследования «случай-контроль» INTERPHONE. Международный эпидемиологический журнал 2010; 39 (3): 675–694.

          [Аннотация PubMed]
        • Grell K, Frederiksen K, Schüz J, et al. Внутричерепное распределение глиом в зависимости от воздействия мобильных телефонов: анализы из исследования INTERPHONE. Американский журнал эпидемиологии 2016; 184 (11): 818–828

          [Аннотация PubMed]
        • Schoemaker MJ, Swerdlow AJ, Ahlbom A, et al.Использование мобильных телефонов и риск акустической невриномы: результаты исследования «случай-контроль» Interphone в пяти странах Северной Европы. Британский журнал рака 2005; 93 (7): 842–848.

          [Аннотация PubMed]
        • Larjavaara S, Schüz J, Swerdlow A, et al. Расположение глиом относительно использования мобильного телефона: анализ случай – случай и случай – зеркальное отражение. Американский журнал эпидемиологии 2011; 174 (1): 2–11.

          [Аннотация PubMed]
        • Кардис Э., Армстронг Б.К., Боуман Дж. Д. и др.Риск опухолей головного мозга в связи с расчетной дозой радиочастотного излучения от мобильных телефонов: результаты из пяти стран внутренней телефонной связи. Медицина труда и окружающей среды 2011; 68 (9): 631–640.

          [Аннотация PubMed]
        • Йохансен К., Бойс-младший, Маклафлин Дж., Олсен Дж. Сотовые телефоны и рак: общенациональное когортное исследование в Дании. Журнал Национального института рака 2001; 93 (3): 203–207.

          [Аннотация PubMed]
        • Schüz J, Jacobsen R, Olsen JH и др.Использование сотового телефона и риск рака: обновление общенациональной датской когорты. Журнал Национального института рака 2006; 98 (23): 1707–1713.

          [Аннотация PubMed]
        • Frei P, Poulsen AH, Johansen C и др. Использование мобильных телефонов и риск опухолей головного мозга: обновление датского когортного исследования. Британский медицинский журнал 2011; 343: d6387.

          [Аннотация PubMed]
        • Бенсон В.С., Пири К., Шюц Дж. И др.Использование мобильных телефонов и риск новообразований головного мозга и других видов рака: проспективное исследование. Международный эпидемиологический журнал 2013; 42 (3): 792–802.

          [Аннотация PubMed]
        • Бенсон В.С., Пири К., Шюц Дж. И др. Ответ авторов на случай акустической невриномы: комментарий об использовании мобильных телефонов и риске новообразований головного мозга и других видов рака. Международный эпидемиологический журнал 2014; 43 (1): 275. DOI: 10.1093 / ije / dyt186

        • Маскат Дж. Э., Малкин М. Г., Томпсон С. и др.Использование портативного сотового телефона и риск рака мозга. JAMA 2000; 284 (23): 3001–3007.

          [Аннотация PubMed]
        • Inskip PD, Tarone RE, Hatch EE и др. Использование сотовых телефонов и опухоли головного мозга. Медицинский журнал Новой Англии 2001; 344 (2): 79–86.

          [Аннотация PubMed]
        • Coureau G, Bouvier G, Lebailly P и др. Использование мобильных телефонов и опухоли головного мозга в исследовании CERENAT «случай – контроль». Медицина труда и окружающей среды 2014; 71 (7): 514–522.

          [Аннотация PubMed]
        • Харделл Л., Карлберг М., Ханссон Майлд К. Объединенный анализ исследований «случай – контроль» злокачественных опухолей головного мозга и использования мобильных и беспроводных телефонов, включая живых и умерших субъектов. Международный онкологический журнал 2011; 38 (5): 1465–1474.

          [Аннотация PubMed]
        • Лённ С., Альбом А., Холл П. и др.Длительное использование мобильного телефона и риск опухоли головного мозга. Американский журнал эпидемиологии 2005; 161 (6): 526–535.

          [Аннотация PubMed]
        • Aydin D, Feychting M, Schüz J, et al. Использование мобильных телефонов и опухоли головного мозга у детей и подростков: многоцентровое исследование случай – контроль. Журнал Национального института рака 2011; 103 (16): 1264–1276.

          [Аннотация PubMed]
        • Луо Дж., Дезил NC, Хуанг Х. и др.Использование сотового телефона и риск рака щитовидной железы: популяционное исследование случай-контроль в Коннектикуте. Анналы эпидемиологии 2019; 29: 39–45.

          [Аннотация PubMed]
        • Волков Н.Д., Томаси Д., Ван Г.Дж. и др. Влияние воздействия радиочастотного сигнала сотового телефона на метаболизм глюкозы в головном мозге. JAMA 2011; 305 (8): 808–813.

          [Аннотация PubMed]
        • Квон М.С., Воробьев В., Канняля С. и др.Излучение мобильного телефона GSM подавляет метаболизм глюкозы в мозге. Журнал мозгового кровотока и метаболизма 2011; 31 (12): 2293–301.

          [Аннотация PubMed]
        • Квон М.С., Воробьев В., Канняля С. и др. Отсутствие влияния кратковременного излучения мобильного телефона GSM на мозговой кровоток, измеренное с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Bioelectromagnetics 2012; 33 (3): 247–256.

          [Аннотация PubMed]
        • Hirose H, Suhara T, Kaji N и др.Излучение базовой станции мобильного телефона не влияет на неопластическую трансформацию в клетках BALB / 3T3. Bioelectromagnetics 2008; 29 (1): 55–64.

          [Аннотация PubMed]
        • Оберто Г., Рольфо К., Ю. П. и др. Исследование канцерогенности импульсных электромагнитных полей частотой 217 Гц и частотой 900 МГц у трансгенных мышей Pim1. Radiation Research 2007; 168 (3): 316–326.

          [Аннотация PubMed]
        • Zook BC, Simmens SJ.Влияние импульсного радиочастотного излучения 860 МГц на развитие нейрогенных опухолей у крыс. Радиационные исследования 2006; 165 (5): 608–615.

          [Аннотация PubMed]
        • Lin JC. Возникновение рака у лабораторных крыс в результате воздействия радиочастотного и микроволнового излучения. IEEE J по электромагнетизму, радиочастотам и микроволнам в медицине и биологии 2017; 1 (1): 2–13.

        • Gong Y, Capstick M, Kuehn S, et al.Дозиметрическая оценка продолжительности жизни мышей и крыс, облученных в реверберационных камерах, в рамках двухлетнего исследования биотестирования рака NTP на излучение сотового телефона. Транзакции IEEE по электромагнитной совместимости 2017; 59 (6): 1798–1808.

          [Аннотация PubMed]
        • Capstick M, Kuster N, Kuehn S, et al. Система облучения грызунов радиочастотным излучением на основе реверберационных камер. Транзакции IEEE по электромагнитной совместимости 2017; 59 (4): 1041–1052.

          [Аннотация PubMed]
        • Falcioni L, Bua L, Tibaldi E, et al. Отчет об окончательных результатах в отношении опухолей головного мозга и сердца у крыс Sprague-Dawley, подвергшихся от пренатальной жизни до естественной смерти воздействию радиочастотного поля мобильного телефона, характерного для излучения окружающей среды базовой станции GSM 1,8 ГГц. Экологические исследования 2018; 165: 496–503.

          [Аннотация PubMed]
        • Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP).Примечание ICNIRP: критическая оценка двух исследований канцерогенности животных с использованием радиочастотного электромагнитного поля, опубликованная в 2018 г. Health Physics 2020; 118 (5): 525–532.

          [Аннотация PubMed]
        • Альбом А., Грин А., Хейфец Л. и др. Эпидемиология воздействия радиочастотного излучения на здоровье. Перспективы гигиены окружающей среды 2004; 112 (17): 1741–1754.

          [Аннотация PubMed]
        • Sagar S, Dongus S, Schoeni A, et al.Воздействие радиочастотного электромагнитного поля в повседневной микросреде в Европе: систематический обзор литературы. Журнал исследований воздействия и эпидемиологии окружающей среды 2018; 28 (2): 147–160.

          [Аннотация PubMed]
        • Eeftens M, Struchen B, Birks LE, et al. Воздействие радиочастотных электромагнитных полей на человека в Европе: существует ли разрыв между поколениями? Environment International 2018; 121 (Pt 1): 216–226.

          [Аннотация PubMed]
        • Этчли П., Страйер DL. Использование маленького экрана и безопасность вождения. Педиатрия 2017; 140 (Дополнение 2): S107 – S111.

          [Аннотация PubMed]
        • Llerena LE, Aronow KV, Macleod J, et al. Обзор, основанный на фактах: отвлеченный водитель. Журнал хирургии травм и неотложной помощи 2015; 78 (1): 147–152.

          [Аннотация PubMed]
        • Брзозек С., Бенке К.К., Зелеке Б.М., Абрамсон М.Дж., Бенке Г.Радиочастотное электромагнитное излучение и память: источники неопределенности в эпидемиологических когортных исследованиях. Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения 2018; 15 (4). pii: E592.

          [Аннотация PubMed]
        • Zhang J, Sumich A, Wang GY. Острое воздействие радиочастотного электромагнитного поля, излучаемого мобильным телефоном, на работу мозга. Биоэлектромагнетизм 2017; 38 (5): 329–338.

          [Аннотация PubMed]
        • Foerster M, Thielens A, Joseph W, Eeftens M, Röösli M.Проспективное когортное исследование памяти подростков и индивидуальной дозы микроволнового излучения мозга от беспроводной связи. Перспективы гигиены окружающей среды 2018; 126 (7): 077007.

          [Аннотация PubMed]
        • Guxens M, Vermeulen R, Steenkamer I, et al. Радиочастотные электромагнитные поля, экранное время, эмоциональные и поведенческие проблемы у 5-летних детей. Международный журнал гигиены и гигиены окружающей среды 2019; 222 (2): 188–194.

          [Аннотация PubMed]
        • Schüz J, Elliott P, Auvinen A, et al. Международное проспективное когортное исследование пользователей мобильных телефонов и здоровья (Cosmos): соображения дизайна и зачисление. Эпидемиология рака 2011; 35 (1): 37–43.

          [Аннотация PubMed]
        • Toledano MB, Auvinen A, Tettamanti G, et al. Международное проспективное когортное исследование пользователей мобильных телефонов и их здоровья (COSMOS): Факторы, влияющие на достоверность заявлений об использовании мобильных телефонов. Международный журнал гигиены и гигиены окружающей среды 2018; b221 (1): 1–8.

          [Аннотация PubMed]
        • Федеральная комиссия по связи США. (нет данных). Энциклопедия FCC: удельный коэффициент поглощения (SAR) для сотовых телефонов. Проверено 7 декабря 2020 г.

        • Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (2009 г.). Продукты, излучающие радиацию: снижение воздействия: комплекты громкой связи и другие аксессуары.Сильвер Спринг, Мэриленд. Проверено 7 декабря 2020 г.

        • Кюн С., Кэбот Э., Крист А., Кэпстик М., Кустер Н. Оценка радиочастотных электромагнитных полей, наводимых в человеческом теле мобильными телефонами, используемыми с наборами громкой связи. Физика в медицине и биологии 2009; 54 (18): 5493–508.

          [Аннотация PubMed]
        • .