Was versteht man unter CAR-T-Zelltheraphie?
CAR-T-Zelltherapien verfolgen einen personalisierten Ansatz: Dem Patienten werden eigene Immunzellen, sogenannte T-Zellen, entnommen, modifiziert, vermehrt und wieder zurückgegeben, sodass das Immunsystem die Krebszellen selbst bekämpfen kann. Dieser individualisierte Behandlungsweg verspricht eine höhere Wirksamkeit und weniger Nebenwirkungen. Außerdem muss die Therapie nur einmalig erfolgen. Allerdings ist sie aufgrund ihrer Komplexität und manuellen Herstellung nur begrenzt verfügbar.
„Mit der CAR-T-Cell-Therapie haben wir ein individuelles und spezifisches Medikament gegen den Krebs basierend auf den eigenen Immunzellen.“
Prof. Dr. Dr. Guy Ungerechts, Stellv. Ärztl. Direktor Medizinische Onkologie Universitätsklinikum Heidelberg
Warum ist die Herstellung von CAR-T-Zellen so komplex und teuer?
Die Herstellung von CAR-T-Zellen ist kompliziert und umfasst viele aufeinanderfolgende Schritte: Zuerst werden T‑Zellen aus dem Blut des Patienten entnommen. Diese Zellen müssen gereinigt, aktiviert und genetisch so verändert werden, dass sie Krebszellen erkennen. Danach werden die modifizierten Zellen vermehrt und umfangreich getestet, damit sie sicher und wirksam sind. Für all das sind sterile Produktionsstätten, spezielle Geräte und gut geschultes Personal erforderlich.
Die hohen Kosten entstehen durch teure Materialien und spezielle Reagenzien sowie durch die aufwändige Infrastruktur und die vielen Tests. Außerdem wird jede Therapie individuell für einen Patienten hergestellt.
Scalability of personalised cell therapies
The mini factories consist of various modules that the cassettes pass through in stages. One cassette is required per patient for each stage of the process during which the T cells undergo the necessary treatments. In the cassette for the cell modification process step, automation components from Festo ensure the fluid is precisely transported within a very confined space.
The cassette has a closed, sterile fluid system that includes all the components required to modify the cells. The elements themselves are passive. They are operated externally when the cassette is inserted into one of the modules of the mini-factory.
Precise fluid control thanks to integrated valves
In the cell culture chamber, the T cells are exposed to viruses that introduce genetic material containing the blueprint for so-called CAR receptors. As a result, the T cells produce special CAR receptors and become CAR T cells.
The various media must be precisely dispensed and mixed in the cell culture chamber, and kept at the correct temperature. This is carried out by a diffusion bonded manifold from Festo. The distributor block features a channel system that connects all areas of the cassette. It enables precise liquid transport. Valves are integrated into the manifold; these are actuated externally using pilot air to establish the connection between individual components.
The fluid is moved by pushing and pulling using compressed air or a vacuum. Thanks to intelligently controlled compressed air, even the smallest quantities can be precisely dispensed and transported within the cassette – all within a very compact footprint. Only the components that have come into contact with the cells and viruses need to be replaced so that the cassette can be reused for other patients afterwards. The system is designed in such a way that this can be carried out in just a few simple steps and outside a cleanroom.