Amanda Cinquin, PhD, Ramiro Gisler, PhD, Marlin Frechette
FUJIFILM Irvine Scientific
此项研究与 VitroBiopharma 合作完成。Vitro Biopharma是一家创新的生物技术公司，专注于开发沃顿果冻衍生的细胞疗法，用于治疗自身免疫性疾病和炎症。
冷冻保存在细胞和基因治疗生产中发挥着至关重要的作用，可以长期储存和运输高度珍贵的细胞。作为一种非常有效的冷冻保护剂，DMSO持续占据冷冻保存方案的主要成分之一，尽管这种成分带来的细胞应激和毒性的风险，会最终影响细胞活力。由于DMSO对细胞的影响较大，使用上可能会受到更多限制，尤其是在更敏感的应用中。其解决方案是用具有类似冷冻保护功效的替代品替代DMSO，同时大幅降低细胞毒性、大幅提高细胞活力。
FUJIFILM Irvine Scientific开发的PRIME-XV FreezIS DMSO-Free是一种化学成分明确的冷冻保存解决方案，使用无毒冷冻保护剂（CPA）作为传统冷冻保存方法中DMSO的替代品。为了确认 PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 无毒，研究人员将其给药到动物模型中，并从两个不同的测试实验室获得了毒理学数据。
结果显示，该产品中的使用的冷冻保护剂 (CPA) 是 DMSO 的无毒替代品。
◆材料与方法
研究 1： 不同给药途径使用PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 的效果
实验设计：在研究的第-2天、第0天、第7天、第14天和第21天采集中间血样和测量体重。安乐死当天（第28天）的器官处理方式如下表1所示，器官后续会称重及进行常规组织病理学处理（即苏木精和伊红染色）。
Nr. | Test Compound | Route | Volume/25g | Dosing at Day 0 | N Mice | Sacrifice Timepoint |
1 | PRIME-XV FreezIS DMSO-Free medium | IP | 1 mL | Single dose | 3 | Day 28 |
2 | Negative control (PBS) | |||||
3 | PRIME-XV FreezlS DMSO-Free medium | IV | 0.2 mL | |||
4 | Negative control (PBS) | |||||
5 | PRIME-XV FreezlS DMSO-Free medium | SC | 1 mL | |||
6 | Negative control (PBS) | |||||
7 | PRIME-XV FreezlS DMSO-Free medium | PO | 0.5 mL | |||
8 | Negative control (PBS) |
表1 列出了所测试的不同化合物、给药途径（腹膜腔内给药=IP、静脉给药=IV、皮下给药=SC、口服给药=PO）、剂量、给药周期、样本量和研究持续时间。
研究 2：比较静脉给药干细胞在不含DMSO的PRIME-XV FreezIS DMSO-Free与含DMSO冻存液或 PBS 中的效果
实验设计：每天观察动物是否有任何异常体征、状况或健康问题。任何表现出严重临床症状或发现垂死的动物均实施安乐死。7天后评估动物的存活率。
Tab | Route/Dose | Test Material | Number | Post-inoculation |
Guinea pigs | IV = 0.5 mL | AlloRX stem cells in DMSO-containing cryomedia | 3 | 7 days |
AlloRX stem cells in PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 3 | |||
AlloRX stem cells in PBS | 3 | |||
PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 3 | |||
PBS | 2 | |||
Mice | IV = 0.2 mL | AlloRX stem cells in DMSO-containing cryomedia | 5 | 7 days |
AlloRX stem cells in PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 5 | |||
AlloRX stem cells in PBS | 5 | |||
PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 5 | |||
PBS | 2 |
表2 列出了动物模型、给药途径（静脉给药=IV）和剂量、测试材料的描述（含或不含 AlloRX 干细胞*）、样本量和研究持续时间。
* AlloRX 干细胞为Vitro Biopharma所专有、基于细胞的治疗产品。
◆结果
研究 1：静脉给药PRIME-XV FreezIS DMSO-Free后正常生长
体重
任何给药途径在空白对照和实验组处理的小鼠之间均没有观察到生长进程的异常，这表明通过不同途径给药的 PRIME-XV FreezIS DMSO 冻存液不会影响小鼠的生长进程（例如静脉给药， 如图1所示）。
图1显示，在 28 天的研究期内，静脉给药 (IV) PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 不会影响小鼠的体重生长。误差线为 SEM。同样，腹膜腔内给药（IP）、皮下给药（SC）和口服给药（PO）也不影响体重（数据未显示）。
研究 1：静脉给药PRIME-XV FreezIS DMSO-Free后正常生长
器官重量
与空白对照组相比，PRIME-XV FreezIS DMSO-Free治疗组在器官重量方面没有显示出变化（通过Mann-Whitney U检验），从而表明无 DMSO 的冻存液通过不同的途径给药后不会影响器官重量的发展变化，如表3所示。
PRIME-XV FreezlS DMSO-Free Versus PBS (p-value) | ||||
IP | IV | SC | PO | |
Total Kidney | 0.1 | ＞0.9 | 0.4 | 0.2 |
Liver | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.1 |
Heart | 0.7 | ＞0.9 | ＞0.9 | 0.4 |
Lungs | ＞0.9 | ＞0.9 | 0.1 | 0.1 |
Spleen | 0.7 | 0.4 | 0.4 | 0.1 |
Brain | 0.5 | ＞0.9 | 0.4 | ＞0.9 |
Thymus | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.7 |
Lymph Nodes | 0.4 | 0.7 | ＞0.9 | 0.2 |
Stomach | N/A | N/A | N/A | 0.2 |
表3 列出了测试的不同化合物、给药途径（腹膜腔内给药=IP、静脉给药=IV、皮下给药=SC、口服给药=PO）、剂量、给药周期、样本量和研究持续时间。
血清化验
从第2天到第21天获得的结果显示，当对每种给药途径进行评估时，测试样品和对照样品中的 AST/ALT、肌酐和尿素浓度相当。这些血清化验参数中，没有证据表明不含 DMSO 的冻存液（即PRIME-XV FreezIS DMSO-Free）对这些小鼠的肝功能、肾功能和一般代谢稳态有影响。
组织病理学
安乐死时，仔细解剖并处理以下器官，然后进行组织病理学以及苏木精和伊红染色：心脏、肝脏、肾脏、脑、淋巴结、脾、肺、胸腺和给药部位（胃、皮肤、腹膜和尾部）。组织病理学分析未显示给药PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 冻存液对器官产生不良毒性作用，因为与空白对照组相比，器官表现正常。
研究 2：PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 冻存液显示无毒
存活率
验收标准包括存活率≥80%并且实验期间不存在异常临床观察结果，存活率如表4所示。由于动物可能因与给药无关的原因死亡，验收通过的存活率设定为80%。没有出现异常的临床观察结果。
Tab | Test Material | Number | Number of | Number of | % |
Guinea pigs | AlloRX stem cells in DMSO-containing cryomedia | 3 | 1 | 1 | 33 |
AlloRX stem cells in PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 3 | 3 | 3 | 100 | |
AlloRX stem cells in PBS | 3 | 3 | 3 | 100 | |
PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 3 | 3 | 3 | 100 | |
PBS | 2 | 2 | 2 | 100 | |
Mice | AlloRX stem cells in DMSO containing cryomedia | 5 | 4 | 4 | 80 |
AlloRX stem cells in PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 5 | 4 | 4 | 80 | |
AlloRX stem cells in PBS | 5 | 5 | 5 | 100 | |
PRIME-XV FreezIS DMSO-Free | 5 | 5 | 5 | 100 | |
PBS | 2 | 2 | 2 | 100 |
◆总结
在研究1中，PRIME-XV FreezIS DMSO-Free冻存液通过不同的途径给药后没有表现出毒性作用。与 PBS 对照相比，整个研究过程中没有观察到血液生化指标结果数值或器官组织病理学的明显病理变化，并且动物没有表现出任何临床体征，生长曲线和器官重量符合预期。
在研究 2 中，将含 DMSO 的冻存液和不含 DMSO 的 PRIME-XV FreezIS 冻存液中的细胞静脉给药与 PBS 进行比较。单独接种PRIME-XV FreezIS DMSO-Free冻存液的宿主，以及PRIME-XV FreezIS DMSO-Free冻存液和AlloRX细胞混合接种的宿主的存活率为80%或更高，且宿主未出现异常现象。然而，豚鼠体内含DMSO的冻存液中的细胞存活率仅为 33%，低于该研究的验收标准。因此，可确定PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 冻存液通过静脉给药豚鼠和断奶后小鼠是无毒的。
本研究获得的毒理学数据表明，PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 在给药动物模型中时是无毒的。因此，细胞和基因治疗客户将 PRIME-XV FreezIS DMSO-Free 应用于细胞和基因治疗时，这项研究应该可以为他们提供参考。
◆产品列表
产品编号 | 产品名称 | 产品规格 | 其他信息 |
PRIME-XV Stem FreezIS DMSO-Free | 10 mL | 化学成分明确、无动物成分 | |
100 mL |
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相关产品
产品编号 | 产品名称 | 产品规格 | 其他信息 |
PRIME-XV FreezIS | 10 mL | 化学成分明确、不含动物成分和蛋白质 | |
100 mL | |||
PRIME-XV MSC Expansion XSFM | 250 mL | MSC培养用无异源物质培养基 | |
500 mL | |||
1L | |||
PRIME-XV MSC Expansion SFM | 250 mL | 用于MSC培养的无血清培养基 | |
1L | |||
PRIME-XV Hematopoietic Basal XSFM | 500 mL | 无血清和无异源基础培养基 | |
PRIME-XV Human Fibronectin | 1 mg | 附着底物 | |
31001 | PRIME-XV MatrIS F | 200 μg | 附着底物 |
※ 可根据要求提供定制规格和包装
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