DOSP-VHR-002005 | Optimalisatie van de cryopreservatieprocedure van cellen voor therapeutische en onderzoeksdoeleinden met behulp van Design of Experiments

Cryopreservatie is een faciliterende technologie die tegenwoordig niet meer weg te denken is uit het (bio)medische en farmaceutische werkveld. In zowel onderzoek als behandelingen zoals celtherapie, regeneratieve geneeskunde, fertiliteit, weefselontwikkeling etc., wordt cryopreservatie als belangrijk hulpmiddel ingezet, waardoor op biologisch niveau de tijd tijdelijk kan worden stilgezet. Hoewel het zeer frequent gebruikt wordt, blijft het toch een snelheidsbeperkende stap die vaak resulteert in lage opbrengsten na het ontdooien [1]. Ondanks het feit dat cryopreservatie zo wijd verspreid is, wordt weinig aandacht besteed aan het optimaliseren van vries-dooi protocollen. In dit project willen we de nodige kennis ontwikkelen en protocollen uitwerken die de cryopreservatie van cellen vergemakkelijkt. Momenteel wordt vaak gebruik gemaakt van één standaardprotocol geformuleerd door de Amerikaanse type culture collection (ATCC) [2]–[4]. Door te werken met een Design of Experiments aanpak (DoE) worden te testen punten in een meerdimensionele ruimte zo geselecteerd dat een maximum aan statistisch relevante data geput wordt uit een relatief beperkte dataset. Het optimaliseren van cryopreservatieprotocols kan op verschillende vlakken leiden tot kostendrukkende of duurzamere oplossingen voor de klant en voor het milieu. Het aantal experimenten dat uitgevoerd moet worden om een statistisch relevante dataset te bekomen ligt drastisch lager door de aanpak van DoE, waardoor minder materiaal gebruikt en aangekocht moet worden (minder kosten) en de resulterende afvalstroom ook kleiner is (beter voor het milieu). Het efficiënter invriezen van stalen in kleinere volumes vereist minder invriescapaciteit, waardoor de bestaande capaciteit doeltreffender kan worden ingezet of verkleind, wat leidt tot verminderd verbruik van materiaal en energie. Vermindering in cellulaire stress als gevolg van een geoptimaliseerd protocol kan leiden tot snellere recuperatie van celmateriaal, waardoor tijdsverlies wordt geminimaliseerd en materiaalverbruik tijdens de recuperatie wordt gereduceerd. Het gebruik van DoE, gecombineerd met een experimentele infrastructuur die bestaat uit een controlled rate freezer en een ontdooi-opstelling, de kennis en ervaring inzake celcultuur en cryopreservatie, en de resulterende geoptimaliseerde protocollen van strategisch gekozen celtypes, zijn de ideale combinatie voor de toekomstige opstart van een dienstverleningsplatform. Er wordt gefocust op het vooraf vergaren van een portfolio van geoptimaliseerde protocollen van strategische celtypes, waarna deze commercieel worden aangeboden. Via licentie kan een gestandaardiseerd geoptimaliseerd protocol aangekocht worden. Indien gewenst kan ook een volledig gepersonaliseerd protocol aangeleverd worden. Hierbij worden extra labotesten uitgevoerd om een protocol aan te leveren dat volledig voldoet aan de wensen van de klant, vb. wat betreft het te gebruiken cryoprotectant. Daarnaast is er de piste om op vraag van de klant het vries-dooi-protocol te optimaliseren voor een celtype dat nog niet in ons portfolio werd opgenomen. In dit project worden volgende experimentele doelstellingen geformuleerd om de afstand naar valorisatie te verkorten: 1) uitvoeren optimalisaties van strategisch interessante celtypes ter opbouw van een commercieel interessant portfolio en 2) valideren van geoptimaliseerde protocollen. Volgende commerciële doelstellingen zijn opgenomen in het project: 1) bestuderen van bijkomende marktsegmenten, huidige marktinschatting verfijnen, 2) waardeproposities valideren bij potentiële klanten en 3) deze omvormen tot willingness to pay om zo 4) het businessplan te verfijnen en een correct financieel model op te stellen.