• 예측 가능한 확장성 (Scale Up with Predictability)
연구에서 개발된 프로토콜을 그대로 상업 생산에 적용할 수 있어, 세포 표현형이나 품질 특성의 변화 없이 확장 가능.
• 빠른 공정 개발을 위한 소형화 (Scale Down for Rapid Process Development)
동일한 프로토콜로 1천만~100억 개의 세포까지 배양 가능하여, 소규모 G-Rex 장비로도 모델 개발, 공정 반복 실험, 시약 검증 등을 빠르게 진행 가능.
• 실용적인 분산 생산 (Scale Out Practically)
환자당 장치 1개를 이용하며, 환자 전용 특수 장비 필요없이 가장 짧은 주기로 세포 생산 (3억 개의 세포를 1000억 개로 증식하는 데 단 11일 소요)
단일 G-Rex 장비로 자가세포 치료제의 임상용 투여량을 확보할 수 있으며, 동종세포 치료 제조에서도 공간 절약 및 운영 효율성 극대화.
• 하나의 장비에서 모든 공정 통합 (Streamline Unit Operations)
세포 활성화, 유전자 도입(트랜스덕션), 확장 배양을 G-Rex 한 장비 내에서 수행 가능.
결과적으로 높은 생존율 및 세포 회수율 확보.
• 반복 가능한 세포 품질 확보 (Repeatable Cell Quality)
세포가 간섭 없이 자연스럽게 고밀도로 확장됨.
건강한 Memory 및 Naive T 세포의 재현 가능한 증식이 가능함.
• 제조 비용 절감 (Reduce Manufacturing Costs)
G-Rex는 작은 설치 공간과 낮은 초기 투자 비용으로 설계되어, 장기적으로 비용 효율적인 제조 전략을 가능하게 함.
• 후속 공정 최적화 (Optimize Downstream Processing)
GatheRex를 이용하면 원심분리 없이 소량의 배양액으로 세포 수확 가능,
공정 단순화 및 세포 손실 최소화.
• 안정적인 공급망 확보 (Stable and Secure Supply Chain)
높은 품질, 규정 준수, 안정적 공급 체계 유지,
예기치 못한 제품 공급 중단을 방지해 비용 손실 및 제조 지연 최소화.
1. 가스 투과성 멤브레인 (Gas Permeable Membrane)
G-Rex는 산소와 이산화탄소의 효율적인 수동 확산을 가능하게 하는 가스 투과성 멤브레인을 특징으로 합니다.
이 시스템은 복잡한 펌프 장치나 측정 기기 없이도 이상적인 정지 상태 배양 환경을 제공하며, 세포가 안정적으로 성장할 수 있는 기초를 마련합니다.
2. 확산 경계층 (Boundary Layer of Diffusion)
세포는 약 300μm 두께의 확산 경계층 내에 위치하여, 완전히 방해받지 않은 상태로 무제한의 산소에 접근할 수 있습니다. 이러한 정적인 환경은 세포 간 신호 전달(cell-to-cell communication)을 촉진하고, 세포의 최대 증식을 유도합니다.
3. 필요 시 영양 공급 (Nutrients on Demand)
G-Rex 바이오리액터는 배양 시작 시 최적화된 양의 배지를 미리 채워 사용합니다.
경계층에 위치한 세포는 배지에서 필요한 만큼의 영양분을 자유롭게 흡수하고, 배출되는 노폐물은 배지로 확산되어 희석됩니다. 따라서 영양과 노폐물의 균형이 자율적으로 유지됩니다.
4. 대류에 의한 정지 상태 유지 (Convection Forces Create a Static Bioreactor)
자연스러운 대류 현상이 성장 인자 및 영양분을 경계층까지 전달해줍니다.
이 과정에서 세포는 교반(stirring)이나 흔들림(rocking) 없이 성장하며, 제품 변동성을 유발할 수 있는 기계적 움직임 없이 안정적 확장이 가능합니다.
G-Rex6M에서의 강력한 T 세포 증식
Purified CD3⁺ 인간 T 세포를 G-Rex6M에 0.5x10⁶ cells/well의 농도로 접종하였고, ExCellerate™ T Cell Expansion Medium, GMP 등급 IL-7, GMP 등급 IL-15, Cloudz™ T Cell Activation Kit를 사용하여 배양하였습니다. 세포의 증식 배수(fold expansion, 좌측 그래프)와 총 세포 수(cell yield, 우측 그래프)는 배양 3일, 6일, 8일, 10일 차에 측정하였습니다.
G-Rex Bioreactor에서의 확장 가능한 유전자 편집 T 세포 증식
T 세포 (1 × 10⁷, 8 × 10⁷, 40 × 10⁷ cells)를 점차적으로 증가시키며 비바이러스성(non-viral) 유전자 편집 기술인 TcBuster™를 사용하여 electroporation으로 CAR-T 유전자를 도입하였고, 세포는 각각 소형, 중형, 대형 G-Rex Bioreactor에 접종되어 증식되었습니다. 그 결과, TcBuster는 30% 이상의 transfection 효율을 보였고, G-Rex 내에서 각각 25배, 50배, 38배의 세포 증식을 달성했습니다.
인간 NK 세포 접종 밀도 및 영양 공급 일정 결정
A) 인간 NK 세포를 G-Rex6M well plate에 정해진 세포 밀도로 접종하였습니다. 그 결과, 3x10⁴ cells/cm²의 조건에서 배양 10일 후 약 300배의 증식을 보여 가장 우수한 증식 결과를 나타냈습니다.
B) 3x10⁴ cells/cm² 조건의 NK 세포를 G-Rex6M well plate에 배양하면서 다양한 사이토카인 공급 스케줄을 적용했습니다.
Day 0에 1X 농도의 사이토카인 한 번만 투여한 조건은, Day 0에 4X 농도의 사이토카인 고용량 투여하거나 3일마다 1X 농도로 사이토카인을 반복 투여한 조건과 비교했을때, NK 세포의 표현형과 생존율이 유사했습니다. 즉, 1X 농도의 사이토카인을 단 1회 투여하는 방식이 세포 표현형을 안정적으로 유지하면서도 공정 개입 횟수를 줄일 수 있는 효율적인 방법이라는 것을 시사합니다. 모든 실험에서 NK 세포는 Cloudz™ NK Cell Expansion Kit와 IL-2, IL-12, IL-18, IL-21이 보충된 배지를 사용하여 증식되었습니다.