非常に効率的な培養システムを使用して、細胞療法産物の不純物として未分化のヒト多能性幹細胞を検出するための新しいin vitro法

再生医療におけるヒト多能性幹細胞（HPSC）に由来する細胞療法産物（CTP）の革新的な応用が現在開発中です。CTPSに残留未分化HPSCの存在は、腫瘍性に関連する品質の懸念事項です。ただし、CTPを汚染した未分化HPSCを直接検出するための単純なin vitro法は開発されていません。ここでは、ラミニン-521と必須8培地と組み合わせて非常に効率的な増幅方法を使用して、微量の未分化誘導多能性幹細胞（HIPSC）の微量量の直接的かつ敏感な検出のための新しいアプローチを示します。必須8培地は、MTESR1培地よりもラミニン-521の単一細胞に解離したhipSCの成長をより促進しました。必須8培地のラミニン-521で培養されたhipsCは、未分化の状態で維持され、さまざまな細胞タイプに分化する能力を維持しました。必須8培地は、低細胞密度でラミニン-521にメッキされた堅牢な股関節増殖を許可しましたが、MTESR1は細胞の成長を促進しませんでした。ラミニン-521および必須8培地を使用した非常に効率的な培養システムは、形成されたコロニーとして0.001％-0.01％の比率で、一次ヒト間葉系幹細胞（HMSC）またはヒトニューロンにスパイクされました。さらに、このアッセイ法は、HIPSCからのHMSC分化の過程で、細胞調製における残留未定化型hIPSCを検出することが実証されました。これらの結果は、ラミニン-521と必須8培地の組み合わせを使用した非常に効率的な増幅システムが、CTPの不純物として含まれる微量量の未分化HPSCを検出できることを示しており、製造プロセス中のHPSC由来CTPの質の高い評価に寄与することを示しています。。

Innovative applications of cell therapy products (CTPs) derived from human pluripotent stem cells (hPSCs) in regenerative medicine are currently being developed. The presence of residual undifferentiated hPSCs in CTPs is a quality concern associated with tumorigencity. However, no simple in vitro method for direct detection of undifferentiated hPSCs that contaminate CTPs has been developed. Here, we show a novel approach for direct and sensitive detection of a trace amount of undifferentiated human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) using a highly efficient amplification method in combination with laminin-521 and Essential 8 medium. Essential 8 medium better facilitated the growth of hiPSCs dissociated into single cells on laminin-521 than in mTeSR1 medium. hiPSCs cultured on laminin-521 in Essential 8 medium were maintained in an undifferentiated state and they maintained the ability to differentiate into various cell types. Essential 8 medium allowed robust hiPSC proliferation plated on laminin-521 at low cell density, whereas mTeSR1 did not enhance the cell growth. The highly efficient culture system using laminin-521 and Essential 8 medium detected hiPSCs spiked into primary human mesenchymal stem cells (hMSCs) or human neurons at the ratio of 0.001%-0.01% as formed colonies. Moreover, this assay method was demonstrated to detect residual undifferentiated hiPSCs in cell preparations during the process of hMSC differentiation from hiPSCs. These results indicate that our highly efficient amplification system using a combination of laminin-521 and Essential 8 medium is able to detect a trace amount of undifferentiated hPSCs contained as impurities in CTPs and would contribute to quality assessment of hPSC-derived CTPs during the manufacturing process.