O que é a terapia celular CAR-T?

As terapias com células CAR-T adotam uma abordagem personalizada: as células imunológicas, chamadas células T, próprias do paciente são retiradas e, em seguida, modificadas, multiplicadas e reintroduzidas no organismo, permitindo que o próprio sistema imunológico combata as células cancerosas. Esse plano de tratamento personalizado promete maior eficácia e menos efeitos colaterais. Além disso, o tratamento precisa ser feito apenas uma vez. No entanto, devido à complexidade e à produção manual, a disponibilidade é limitada.

Por que a produção de células CAR-T é tão complexa e cara?

A produção de células CAR-T é complicada e envolve várias etapas sucessivas: primeiro, são extraídas células T do sangue do paciente. Essas células precisam ser purificadas, ativadas e geneticamente modificadas para que possam reconhecer as células cancerosas. Em seguida, as células modificadas são multiplicadas e submetidas a testes exaustivos para garantir que sejam seguras e eficazes. Para tudo isso, são necessárias instalações de produção esterilizadas, equipamentos especiais e pessoal bem treinado.

Os altos custos decorrem do uso de materiais caros e reagentes especiais, bem como da complexa infraestrutura e dos inúmeros testes. Além disso, cada terapia é personalizada para cada paciente.

Fabricação descentralizada e automatizada de células CAR‑T

Por isso, o Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Produção e Automação (IPA) desenvolveu, com tecnologia da Festo, um conceito de automação para pequenos sistemas de produção descentralizados, destinados ao tratamento de células imunológicas.

Essas minifábricas modulares poderiam ser operadas, por exemplo, em hospitais universitários; funcionam de forma amplamente automatizada e quase não requerem pessoal especializado. Ao reduzir significativamente os tempos e os custos de produção, a automação pode tornar as terapias CAR‑T mais rápidas, mais baratas e acessíveis a um maior número de pacientes.

Escalabilidade das terapias celulares personalizadas

As minifábricas são compostas por diversos módulos pelos quais os cassetes passam gradualmente. Por paciente e para cada etapa do processo terapêutico, é necessário um cassete, no qual as células T recebem os tratamentos necessários. Componentes de automação da Festo garantem o transporte preciso de fluidos no espaço extremamente reduzido do cassete destinado à etapa do processo de modificação das células.

O cassete contém um sistema de fluidos fechado e estéril, que inclui todos os elementos necessários para modificar as células. Esses elementos são passivos. Eles são acionados externamente quando o cassete é inserido em um dos módulos da minifábrica.

Controle preciso de fluidos graças às válvulas integradas

Na câmara de cultura celular, as células T são expostas a vírus que introduzem material genético contendo o plano de construção dos chamados receptores CAR. Com isso, as células T produzem receptores CAR específicos e se transformam em células CAR-T.

Para isso, os diversos meios devem ser dosados com precisão na câmara de cultura celular, onde são misturados e mantidos na temperatura certa. Essa função é desempenhada por um Diffusion Bonded Manifold da Festo. O bloco distribuidor contém um sistema de canais que conecta todas as áreas do cassete. Ele permite o transporte preciso de líquidos. As válvulas integradas no manifold são acionadas externamente por meio de ar de controle para estabelecer a conexão entre os diversos elementos.

O fluido é movido por forças de empurrar e puxar geradas pelo ar comprimido ou vácuo. Graças ao ar comprimido controlado de forma inteligente, é possível dosar com precisão até mesmo as menores quantidades e transportá-las dentro do cassete – e tudo isso em um espaço de instalação mínimo. Para poder utilizar o cassete posteriormente para outros pacientes, basta substituir apenas os elementos que entraram em contato com as células e os vírus. O sistema foi projetado para permitir essa substituição em poucos passos e sem a necessidade de uma sala limpa.