包括的なEVプラットフォーム。 原料から仕様まで、精密なバイオ製造。
BioThera Solutionsは、上流の単離からMISEV2023に沿った下流の特性評価まで、一貫性、トレーサビリティ、スケールを重視して設計されたフルスタックの細胞外小胞(EV、エクソソーム)バイオ製造プラットフォームを運営しています。現在の原料は植物由来であり、プラットフォームは他の原料にも拡張できるよう構築されています。
細胞外小胞(EV/エクソソーム)とは何ですか?
細胞外小胞(EV/エクソソーム)は、通常の細胞間コミュニケーションの一環として、ほぼすべての種類の細胞から自然に放出される、膜に包まれたナノスケールの粒子です。MISEV2023によれば、その直径はおよそ30〜1000 nmです。ただし、EV集団は本質的に不均一であり、高品質な調製物は特定のサイズピーク(小型EVの場合、通常30〜200 nm)の周辺に集中します。EVは、タンパク質、脂質、核酸(miRNAやmRNAなど)、生理活性シグナル分子を含む複雑な分子カーゴを運んでいます。
EVは内在性の細胞間メッセンジャーとして機能します。受容細胞に取り込まれると、そのカーゴが遺伝子発現を調節し、炎症シグナルに影響を与え、細胞の修復メカニズムを支えることがあります。こうした生物学的活性により、EVは医療とコンシューマーヘルスの分野で、科学的にも商業的にも大きな関心を集める領域となっています。
特に皮膚生物学の分野では、植物由来のEVが、ケラチノサイトおよび線維芽細胞集団における抗酸化活性やスキンコンディショニング特性を支える可能性について、査読付き文献で研究されてきました。当社の原料を用いて作られた製品は化粧品であり、医薬品としての効能や治療効果に関する主張は一切行っていません。
注:「エクソソーム」という用語は広い市場で一般的に使用されていますが、細胞内エンドソーム起源が実験的に確認されない限り、「細胞外小胞」(EV)を主要な科学的記述子として推奨する現在のISEV/MISEV2023ガイドラインでは正確ではありません。BioTheraはすべての資料でEVを主要な科学的用語として使用しています。
リン脂質二重層
EVの境界を形づくり、細胞への取り込みを可能にする脂質膜。
テトラスパニン
EVと細胞の認識および取り込みを媒介する、MISEVで指定された表面マーカー。
膜貫通タンパク質
二重層に埋め込まれた、カーゴの積み込みと細胞への標的化を決定づける因子。
生体分子コロナ
吸着したタンパク質からなる動的な外殻。小胞と細胞の相互作用のあり方を左右します。
内腔カーゴ
以下に示す生理活性分類を含む、小胞の内部に運ばれるタンパク質、脂質、核酸。
EVの組成とコロナ構造は、由来細胞の種類、単離法、生物学的環境によって異なります。
BioThera Solutionsは植物由来EVをどのように製造していますか?
BioThera Solutionsは、上流の原料調達とEV単離から下流の粒子特性評価まで、標準化されたクローズドループのバイオ製造ワークフローを用いて、MISEV2023に沿った仕様の細胞外小胞を製造しています。このプロセスは、バッチ間の再現性、完全なトレーサビリティ、そして研究グレードから商業グレードの生産までのスケーラビリティを実現するよう設計されています。
当社のEV単離・精製プロセスは独自技術であり、特許出願中です。プロセスの詳細は公開していません。お伝えできるのは以下の点です:
- 再現性とスケーラビリティを前提に一から設計
- すべての製造バッチで標準化された分析的特性評価を実施
- クリニカルライン向けの原料は冷凍で出荷し、取り扱いから流通まで一貫してコールドチェーンプロトコルを維持
- GMPおよびISOへの準拠を目指して製造体制を整備
当社のコア競争優位
当社は、この分野が求める厳格さで、特性評価済みのEVを工業的な量で生産するノウハウを有しています。当社のバイオ製造ワークフローは、EV分野に欠けていたインフラです。再現性があり、標準化されており、由来源を柔軟に選べるよう一から設計されています。植物由来EVから始まり、最初の用途をはるかに超える応用を支えられるよう構築されています。
品質管理フレームワーク
ナノ粒子トラッキング解析(NTA)
すべてのバッチで粒子濃度と粒子径分布を測定します。MISEV2023に基づくEV特性評価の中核となる手法です。
分析証明書(CoA)
製造ごとに発行されるバッチ単位の文書です。
コールドチェーン管理
製造から配送まで温度管理を徹底しています。到着時にEVの生理活性が完全に保たれるよう、製品は冷凍で出荷します。
MISEV2023に沿った特性評価
ISEVが発行するMISEV2023(Minimal Information for Studies of Extracellular Vesicles)ガイドラインに沿った特性評価です。
製品ラインごとに設計された安定性。
細胞外小胞は生物由来の材料です。温度、水分、時間のいずれもが劣化の要因となるため、製品の保管方法や輸送方法は後回しにしてよいものではなく、品質そのものの一部です。当社は製品ラインごとのニーズに合わせて、保管と物流を設計しています。
Frozen
クリニカルライン:冷凍で保管
クリニカルライン向けの原料は、製造からクリニックに届くまで冷凍状態で維持され、取り扱いから流通まで一貫してコールドチェーンプロトコルが守られます。すべての出荷には、同梱されたバッチの分析証明書が添付されます。
Lyophilized
その他のライン:常温物流のための凍結乾燥
冷凍でのサプライチェーンが現実的でない場合は、小胞を凍結乾燥(フリーズドライ)します。凍結乾燥によって水分のほぼすべてが除去され、保管や輸送がはるかに容易な乾燥状態となり、液体の調製物に比べて常温での安定性が著しく高まります。
凍結乾燥のしくみをわかりやすく
01
凍結
小胞の調製物を完全に凍らせ、含まれる水分を氷として閉じ込めます。
02
氷を除去
高真空下で、氷は一度も融けることなく直接水蒸気に変わり、取り除かれます。多くの注射用医薬品にも用いられているのと同じ原理です。
03
乾燥状態で密封
残るのは乾燥した材料で、再溶解されるまで湿気を遮断して密封されます。
なぜ効果的なのか
生物由来製品を時間とともに劣化させる要因の多くは、水を必要とします。化学的な分解、微生物の増殖、粒子同士の凝集などです。水を取り除けば、これらのプロセスは劇的に遅くなります。凍結乾燥は、当社の科学チームが厳密に管理された条件のもとで行っています。
由来が重要な理由:植物由来EVと哺乳類由来EV
細胞外小胞はさまざまな生物学的由来から得ることができ、由来ごとに適した用途が異なります。当社の現在のプラットフォームは植物由来の小胞を用いており、スケールとコストの面で確かな利点があります。事業の成長に伴い、当社の研究は、その生物学的特性がより適した用途に向けて、ヒト幹細胞由来の小胞を含む動物由来の原料にも広がっていきます。
界(かい)を超えた生物学的コミュニケーション
植物由来EVが哺乳類の細胞プロセスと相互作用し、影響を及ぼす能力は、EV研究において新たに注目されている、科学的に重要な領域です。この界を超えた生物学的コミュニケーションは、当社の最初のEV原料の基盤であり、プラットフォーム上で構築するあらゆる用途を評価する際の指針となっています。
植物由来:スケールに適した原料
豊富で再生可能なバイオマスを用い、細胞培養を必要としないため、生産がよりシンプルで低コストになります。動物やヒトのドナー由来材料も必要ありません。
植物由来:クリーンな出発点
植物原料は、哺乳類細胞培養に伴う汚染リスクやドナー間のばらつきのリスクを低減します。また、植物性の有効成分が化粧品で長年使用されてきた実績は、外用における安全性について、十分に特性が把握された基準となります。
哺乳類由来:ヒトとの関連性が高い生物学
ヒト幹細胞を含む哺乳類細胞由来の小胞は、ヒト組織の生物学によって形づくられたシグナル分子を運び、治療研究において最も研究されている由来源です。
用途に応じた選択
あらゆる用途に最適な単一の由来源はありません。当社は用途に応じて由来源を選び、製造と特性評価の専門知識は由来源を問わず活かされます。
植物由来EVはどのような生理活性カーゴを運んでいますか?
BioTheraの現在の植物由来EV原料をプロテオミクスで特性評価したところ、抗酸化関連、抗炎症関連、創傷治癒・再生関連という3つの機能分類にわたるタンパク質が同定されました。これらのペイロード分類は、数十年にわたる査読付き文献で十分に記録されているAloe barbadensisの生物学的プロファイルと一致しています。
BioTheraは、当社の植物由来EVにおいて、プロテオミクス解析で確認された3つの異なる生理活性ペイロード分類を特定しました。
抗酸化ペイロード
植物由来のフェノール化合物やフリーラジカル消去物質を含む、プロテオミクスで確認された抗酸化活性分子。これらは皮膚細胞集団における酸化ストレスを和らげ、細胞の防御メカニズムを支えます。
肌を落ち着かせる生理活性画分
プロテオミクスで確認されたシグナル分子。ケラチノサイトおよび線維芽細胞集団において、肌を落ち着かせ、鎮静させる特性との関連が細胞ベースの研究で調べられている化合物です。
スキンリニューアル生理活性画分
プロテオミクスで確認された成長因子関連分子とmiRNA種。皮膚細胞のリニューアルとコンディショニングのプロセスを支える役割について、細胞ベースの研究で調べられている化合物です。
生理活性ペイロードの特性評価は、プロテオミクスにより、MISEV2023ガイドラインに沿って実施しています。治療効果を謳うものではありません。当社の原料を用いて作られた製品は、カナダの化粧品規則(Cosmetic Regulations、C.R.C., c. 869)に基づく化粧品です。
一つのプラットフォーム。多様な応用分野。
同じ単離・特性評価ワークフローが、プラットフォーム上に構築されるすべての用途に原料を供給しています。何を供給しているのか、どの応用分野に対応しているのか、そしてそれぞれが実際にどこまで進んでいるのかをご覧ください。
応用分野を見る植物由来EVはヒトの皮膚とどのように相互作用しますか?
現在の科学的エビデンスは、外用された植物由来EVが皮膚の生物学に影響を及ぼしうる主要なメカニズムとして、EVの表面および表皮での相互作用を支持しています。BioThera Solutionsは、十分に裏付けられた表面での相互作用と、可能性のある経毛包経路とを区別した、エビデンスに基づく層別化モデルを提示しています。同時に、無傷のEVサイズの粒子(30〜1000 nm)が角質層を受動的に透過することを実証するには、さらなる研究が必要であることにも留意しています。
細胞外小胞は複数の経路を通じてヒトの皮膚と相互作用すると提唱されており、経路ごとに実験的な裏付けのレベルが異なります。このモデルは、十分に裏付けられた表面および表皮での相互作用と、可能性のある経毛包浸透とを区別しています。無傷のEVサイズの粒子(30〜1000 nm)の経角質層受動拡散については、角質層を越える浸透を実証するためにさらなる研究が必要です。図示したメカニズムはいずれも臨床的に確認されたものではありません。
経路ごとのエビデンスレベル
エビデンスで層別化した経路モデル:臨床的に確認されたメカニズムはありません。このイラストは、提唱されている相互作用の経路を、実験的な裏付けのレベルごとに示したものです。表面および表皮での相互作用(角質層表面、ケラチノサイト)は、植物性EVの文献で十分に裏付けられています。毛幹や皮脂腺導管を介した経毛包浸透は、ナノスケール粒子にとって可能性があり、研究が進みつつある経路です。無傷のEVサイズの粒子(30〜1000 nm)の経角質層受動拡散は、現在も活発に研究されている領域であり、角質層を越える受動的な浸透を実証するにはさらなる研究が必要です。
解剖学的な正確性と作用部位の位置づけ。各層の比率は、H&E染色の組織学的参照基準に合わせて調整しています。表皮は実際の相対スケールの3倍で描いています。血管系は縦断像で示し、毛包、皮脂腺、エクリン汗腺、真皮の神経支配は解剖学的に正しい位置に配置しています。EVの不透明度は深さとともに低下し、浸透の確からしさが下がることを表しています。真皮は想定される生物学的作用部位として示しています。EVが物理的に角質層を通過するかどうかにかかわらず、表面での相互作用が、より深部の真皮細胞集団へと伝わるシグナルカスケードを開始する可能性があります。