Какво представлява клетъчната терапия CAR-T?

Клетъчните терапии CAR-T следват персонализиран подход: от пациента се вземат негови собствени имунни клетки, така наречените Т-клетки, които се модифицират, размножават и връщат обратно в организма, така че имунната система да може сама да се бори с раковите клетки. Този индивидуализиран подход на лечение обещава по-висока ефективност и по-малко странични ефекти. Освен това терапията трябва да се проведе само веднъж. Въпреки това, поради своята сложност и ръчното производство, тя е налична ограничено.

Защо производството на CAR-T клетки е толкова сложно и скъпо?

Производството на CAR-T-клетки е сложно и включва много последователни етапи: първо Т‑клетките се извличат от кръвта на пациента. Тези клетки трябва да бъдат пречистени, активирани и генетично модифицирани така, че да разпознават раковите клетки. След това модифицираните клетки се размножават и се подлагат на обширни тестове, за да се гарантира, че са безопасни и ефективни. За всичко това са необходими стерилни производствени помещения, специално оборудване и добре обучен персонал.

Високите разходи се дължат на скъпите материали и специалните реагенти, както и на сложната инфраструктура и многобройните тестове. Освен това всяка терапия се изготвя индивидуално за всеки пациент.

Децентрализирано, автоматизирано производство на CAR‑T‑клетки

Поради това институтът за производствена техника и автоматизация „Фраунхофер“‑ (IPA) разработи, с помощта на технологията на Festo, концепция за автоматизация на малки, децентрализирани производствени системи за обработка на имунни клетки.

Тези модулни мини фабрики биха могли да бъдат експлоатирани, например, в университетски болници, те работят до голяма степен автоматизирано и почти не се нуждаят от специализиран персонал. Благодарение на автоматизацията производственото време и разходите се намаляват значително, което позволява на CAR‑T‑терапиите да стават по-бързи, по-евтини и достъпни за повече пациенти.

Мащабируемост на персонализираните клетъчни терапии

Мини фабриките се състоят от различни модули, през които касетите преминават поетапно. За всеки етап от терапията на всеки пациент е необходима касета, в която Т-клетките преминават през необходимите процедури. В касетата, предназначена за етапа на модифициране на клетките, автоматизационните компоненти на Festo осигуряват прецизно транспортиране на течности в изключително ограничено пространство.

Касетата съдържа затворена и стерилна система за течности, която включва всички елементи, необходими за модифициране на клетките. Самите елементи са пасивни. Те се задействат отвън, когато касетата се постави в един от модулите на мини фабриката.

Прецизно регулиране на течностти благодарение на вградените разпределители

В камерата за клетъчна култура Т-клетките се поставят в контакт с вируси, които внасят генетичен материал, съдържащ „плана“ за т.нар. CAR-рецептори. По този начин Т-клетките произвеждат специални CAR-рецептори и се превръщат в CAR-Т клетки.

За тази цел различните среди трябва да бъдат точно дозирани в камерата за клетъчна култура, където се смесват и се поддържат на подходяща температура. За това се грижи diffusion-bonded manifold на Festo. Разклонителният блок съдържа система от канали и чрез нея свързва всички части на касетата. Той осигурява прецизно транспортиране на течности. В колектора са вградени разпределители, които се задействат отвън чрез управляващ въздух, за да се осъществи връзката между отделните елементи.

Движението на течността се осъществява чрез изтласкване и всмукване с помощта на сгъстен въздух или вакуум. Благодарение на интелигентно регулирания сгъстен въздух дори най-малките количества могат да бъдат прецизно дозирани и транспортирани в рамките на касетата – и то при минимално заемано пространство. За да може касетата да се използва и за други пациенти, трябва да се сменят само елементите, които са били в контакт с клетките и вирусите. Системата е проектирана така, че това да може да се извърши с няколко лесни стъпки и извън чистото помещение.