Justification of Methodological Approaches to Identification Testing of Biomedical Cell Products

The manufacturer (developer) has to prepare a specification for each newly developed biomedical cell product (BCP) that has passed the stage of preclinical studies. The specification is included into the registration dossier when applying for marketing authorisation of a BCP. In accordance with the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 14n of 19 January 2017 «On approval of the specification format for a biomedical cell product» the specification should contain information about authenticity of the cell line used in the BCP, namely: morphological characteristics, expression of specific markers, expression of specific genes, expression of specific proteins, as well as markers of cell line stability. At present Russia has no practical experience in BCP quality evaluation. The aim of the study was to substantiate methodological approaches to authentication of cell lines used in BCPs as illustrated by quality evaluation of the DF-2 model cell line using test methods that allow for characterisation of the morphological, genetic, immunophenotypic, and cytogenetic profile of the cell line. Materials and methods: the study analysed the DF-2 cell line — human dermal fibroblasts (mesenchymal stem cells) obtained from the Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences (St. Petersburg). The following analytical test methods were used in the study: morphological analysis; flow cytometry for immunophenotyping of the DF-2 model cell line; short tandem repeats for creating an allelic profile of the model cell line; cytogenetic analysis — differential DAPI staining of metaphase chromosomes. Results: the paper summarises methodological approaches to identification testing of medicines containing living human cells (BCP analogues) currently used in international practice, and presents the results of authentication of the model cell line. Conclusions: methods used for BCP identification testing should ensure unambiguous authentication of the cell line according to its specification. The study performed helped to work out the procedure of authentication of a model cell line.

1. Masters JR, Reid YA. Cell line authentication and characterization. eLS. 2014. https://doi.org/10.1002/9780470015902.a0002559.pub2.

2. Пинаев ГП. Необходимость соответствия нормативноправового регулирования реальному процессу создания и применения биомедицинских клеточных технологий. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Oвчинникова. 2012;8(3):61–4.

3. Гилевич ИВ, Федоренко ТВ, Коломийцева ЕА, Богданов СБ, Поляков ИС, Порханов ВА. Опыт совершенствования оказания помощи ожоговым пациентам в Краснодарском крае. В кн.: Сборник материалов всероссийской конференции с международным участием «StemCellBio-2018: фундаментальная наука как основа клеточных технологий», 15–17 ноября 2018 г., г. Санкт-Петербург. С. 21.

4. Ионов ПМ, Юркевич ЮВ, Дейнега ИВ, Беседина НК, Багаева ВВ. Перспективы эндоскопического лечения бронхиальных свищей введением in situ культивированных аллофибробластов. В кн.: Сборник материалов всероссийской конференции с международным участием «StemCellBio-2018: фундаментальная наука как основа клеточных технологий», 15–17 ноября 2018 г., г. Санкт-Петербург. С. 45–6.

5. Алейник ДЯ, Арефьев ИЮ, Докукина ЛН, Чарыкова ИН, Соловьев РА, Стручков АА, Сидорова ТИ. Опыт использования культивированных фибробластов в комбустиологии (по данным Нижегородского ожогового центра). В кн.: Сборник материалов всероссийской конференции с международным участием «StemCellBio-2018: фундаментальная наука как основа клеточных технологий», 15–17 ноября 2018 г., г. Санкт-Петербург. C. 9.

6. Вагнер ДО, Зиновьев ЕВ, Солошенко ВВ, Крылов ПК, Костяков ДВ, Юркевич ЮВ и др. Применение аллогенных фибробластов в комплексном лечении пациентов с обширными ожогами. В кн.: Сборник материалов всероссийской конференции с международным участием «StemCellBio-2018: фундаментальная наука как основа клеточных технологий», 15–17 ноября 2018 г., г. Санкт-Петербург. C. 20.

7. Блинова МИ, Юдинцева НМ, Александрова ОИ, Баллюзек МФ, Хабарова ИГ, Маркин СМ, Чагунава ОЛ. Клинический опыт заживления трофических язв с использованием клеточного продукта «Эквивалент дермальный ЭД». Здоровье — основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения. 2015;10(2):690–4.

8. Блинова МИ, Никольский НН, Михайлова НА. 25-летний опыт применения дермального эквивалента: итоги и перспективы. В кн.: 2-й Национальный Конгресс по регенеративной медицине. Материалы Конгресса. 3–5 декабря 2015 года, Москва. М.: «МЕДИ Экспо»; 2015. С. 33–4.

9. Крылова ТА, Мусорина АС, Зенин ВВ, Кольцова АМ, Кропачева ИВ, Турилова ВИ и др. Получение и характеристика неиммортализованных клеточных линий дермальных фибробластов человека, выделенных из кожи век взрослых доноров разного возраста. Цитология. 2016;58(11):850–64.

10. Мельцова АЖ, Гриценко ВВ, Орловский ПИ, Томсон ВВ, Сабельников ВВ, Шулепова ЕК и др. Применение дермальных фибробластов в комплексном лечении больных c трофическими язвами венозной этиологии. Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 2007;166(1):72–7.

11. Зорин В, Зорина А, Черкасов В, Копнин П, Деев Р, Исаев А и др. Применение аутологичных дермальных фибробластов для коррекции возрастных изменений кожи лица. Результаты годичных исследований. Эстетическая медицина. 2012;XI(2):171–82.

12. Трусов ГА, Чапленко АА, Семенова ИС, Мельникова ЕВ, Олефир ЮВ. Применение проточной цитометрии для оценки качества биомедицинских клеточных продуктов. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018;18(1):16–24. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-1-16-24

13. Ткачук ВА, ред. Методические рекомендации по проведению доклинических исследований биомедицинских клеточных продуктов. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова; 2017.

14. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8(4):315–7. https://doi.org/10.1080/14653240600855905

15. Barallon R, Bauer SR, Butler J, Capes-Davis A, Dirks WG, Elmore E, et al. Recommendation of short tandem repeat profiling for authenticating human cell lines, stem cells, and tissues. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 2010;46(9):727–32. https://doi.org/10.1007/s11626-010-9333-z

16. Мельникова ЕВ, Меркулова ОВ, Меркулов ВА, Олефир ЮВ, Ручко СВ, Бокованов ВЕ. Идентификация клеточных линий человека с использованием метода генотипирования короткими тандемными повторами: мировая практика. Биофармацевтический журнал. 2015;7(6):3–10.

17. Sumner AT. Chromosome banding and identification absorption staining. In: Gosden JR, ed. Chromosome Analysis Protocols. Methods in Molecular Biology™. Vol. 29. Totowa: Humana Press; 1994. P. 59–81. https://doi.org/10.1385/0-89603-289-2:59

18. Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиенических исследованиях. Монография. Рахманин ЮА, Сычева ЛП, ред. М.: Гениус; 2007.

19. Theisen A. Microarray-based comparative genomic hybridization (aCGH). Nature Education. 2008;1(1):45.

20. Гинтер ЕК, Золотухина ТВ, Антоненко ВГ, Шилова НВ, Цветкова ТГ, Жулева ЛЮ. Цитогенетические методы диагностики хромосомных болезней. Методическое пособие для врачей. М.; 2009.

21. Мамаева СЕ. Закономерности кариотипической эволюции клеток в культуре. Цитология. 1996;38(8):787–814.

22. Moskalev AA, Shaposhnikov MV, Plyusnina EN, Zhavoronkov A, Budovsky A, Yanai H, Fraifeld VE. The role of DNA damage and repair in aging through the prism of Koch-like criteria. Ageing Res Rev. 2013;12(2):661–84. https://doi.org/10.1016/j.arr.2012.02.001