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Metadata
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GMP-COMPLIANT EXTRACELLULAR VESICLES DERIVED FROM UMBILICAL CORD MESENCHYMAL STROMAL CELLS: MANUFACTURING AND PRECLINICAL EVALUATION IN ARDS TREATMENT
Biodistribuição
Vesículas extracelulares
Células estromais mesenquimais ade
Pré-clínico
Proteômica
Toxicidade
Biodistribution
Extracellular vesicles
Mesenchymal stromal cells
Pre-clinical
Proteomics
Toxicity
Vesículas extracelulares
Células estromais
Proteômica
Toxicidade
Author
Ferro, Zaquer Suzana Munhoz Costa
Rocha, Gisele Vieira
Silva, Katia Nunes da
Paredes, Bruno Diaz
Loiola, Erick Correia
Silva, Johnatas Dutra
Santos, John Lenon de Souza
Dias, Rosane Borges
Figueira, Cláudio Pereira
Oliveira, Camila Indiani de
Moura, Ludmilla David de
Ribeiro, Lígia Nunes de Morais
Paula, Eneida de
Zanette, Dalila Lucíola
Rocha, Clarissa Araújo Gurgel
Rocco, Patricia Rieken Macedo
Souza, Bruno Solano de Freitas
Rocha, Gisele Vieira
Silva, Katia Nunes da
Paredes, Bruno Diaz
Loiola, Erick Correia
Silva, Johnatas Dutra
Santos, John Lenon de Souza
Dias, Rosane Borges
Figueira, Cláudio Pereira
Oliveira, Camila Indiani de
Moura, Ludmilla David de
Ribeiro, Lígia Nunes de Morais
Paula, Eneida de
Zanette, Dalila Lucíola
Rocha, Clarissa Araújo Gurgel
Rocco, Patricia Rieken Macedo
Souza, Bruno Solano de Freitas
Affilliation
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Investigação Pulmonar. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Medicina Regenerativa. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Rio de Janeiro de Inovação em Nanossistemas para Saúde-NanoSaúde. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Universidade Federal da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil / Universidade Federal de Uberlândia. Instituto de Biotecnologia. Uberlândia, MG, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Universidade Federal da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Investigação Pulmonar. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Medicina Regenerativa. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Rio de Janeiro de Inovação em Nanossistemas para Saúde-NanoSaúde. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Investigação Pulmonar. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Medicina Regenerativa. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Rio de Janeiro de Inovação em Nanossistemas para Saúde-NanoSaúde. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Universidade Federal da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil / Universidade Federal de Uberlândia. Instituto de Biotecnologia. Uberlândia, MG, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Campinas, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Universidade Federal da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Investigação Pulmonar. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Medicina Regenerativa. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Rio de Janeiro de Inovação em Nanossistemas para Saúde-NanoSaúde. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Hospital São Rafael. Centro de Biotecnologia e Terapia Celular. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract
Background aims: Extracellular vesicles (EVs) represent a new axis of intercellular communication that can be harnessed for therapeutic purposes, as cell-free therapies. The clinical application of mesenchymal stromal cell (MSC)-derived EVs, however, is still in its infancy and faces many challenges. The heterogeneity inherent to MSCs, differences among donors, tissue sources, and variations in manufacturing conditions may influence the release of EVs and their cargo, thus potentially affecting the quality and consistency of the final product. We investigated the influence of cell culture and conditioned medium harvesting conditions on the physicochemical and proteomic profile of human umbilical cord MSC-derived EVs (hUCMSC-EVs) produced under current good manufacturing practice (cGMP) standards. We also evaluated the efficiency of the protocol in terms of yield, purity, productivity, and expression of surface markers, and assessed the biodistribution, toxicity and potential efficacy of hUCMSC-EVs in pre-clinical studies using the LPS-induced acute lung injury model. Methods: hUCMSCs were isolated from a cord tissue, cultured, cryopreserved, and characterized at a cGMP facility. The conditioned medium was harvested at 24, 48, and 72 h after the addition of EV collection medium. Three conventional methods (nanoparticle tracking analysis, transmission electron microscopy, and nanoflow cytometry) and mass spectrometry were used to characterize hUCMSC-EVs. Safety (toxicity of single and repeated doses) and biodistribution were evaluated in naive mice after intravenous administration of the product. Efficacy was evaluated in an LPS-induced acute lung injury model. Results: hUCMSC-EVs were successfully isolated using a cGMP-compliant protocol. Comparison of hUCMSC-EVs purified from multiple harvests revealed progressive EV productivity and slight changes in the proteomic profile, presenting higher homogeneity at later timepoints of conditioned medium harvesting. Pooled hUCMSC-EVs showed a non-toxic profile after single and repeated intravenous administration to naive mice. Biodistribution studies demonstrated a major concentration in liver, spleen and lungs. HUCMSC-EVs reduced lung damage and inflammation in a model of LPS-induced acute lung injury. Conclusions:
hUCMSC-EVs were successfully obtained following a cGMP-compliant protocol, with consistent characteristics and pre-clinical safety profile, supporting their future clinical development as cell-free therapies.
Keywords in Portuguese
ARDSBiodistribuição
Vesículas extracelulares
Células estromais mesenquimais ade
Pré-clínico
Proteômica
Toxicidade
Keywords
ARDSBiodistribution
Extracellular vesicles
Mesenchymal stromal cells
Pre-clinical
Proteomics
Toxicity
DeCS
Síndrome do desconforto respiratórioVesículas extracelulares
Células estromais
Proteômica
Toxicidade
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