Co je terapie buňkami CAR-T?

Terapie buňkami CAR-T vychází z personalizovaného přístupu: pacientovi jsou odebrány jeho vlastní imunitní buňky, tzv. T-buňky, které jsou následně modifikovány, namnoženy a vráceny zpět do těla, aby imunitní systém mohl sám bojovat proti rakovinným buňkám. Tento individuálně přizpůsobený léčebný postup slibuje vyšší účinnost a méně vedlejších účinků. Kromě toho stačí léčbu podstoupit pouze jednou. Vzhledem ke své složitosti a ruční výrobě je však k dispozici pouze v omezeném množství.

Proč je výroba buněk CAR-T tak složitá a nákladná?

Výroba zahrnuje mnoho po sobě jdoucích kroků: Nejprve se z krve pacienta odeberou buňky T. Tyto buňky se musí očistit, aktivovat a geneticky upravit tak, aby rozpoznávaly rakovinné buňky. Poté se buňky namnoží a podrobí rozsáhlým testům, aby se ověřila jejich bezpečnost a účinnost. K tomu všemu potřebujeme sterilní výrobní prostory, speciální zařízení a dobře vyškolený personál.

Vysoké náklady jsou způsobeny drahými materiály a speciálními činidly, náročnou infrastrukturou a velkým počtem testů. Kromě toho je každá léčba připravována individuálně pro konkrétního pacienta.

Decentrální, automatizovaná výroba buněk CAR‑T.

Fraunhofer‑Institut pro výrobní techniku a automatizaci (IPA) vyvinul s využitím technologie Festo koncepci automatizace pro malé, decentralizované výrobní systémy na zpracování imunitních buněk.

Tyto modulární minitovárny by mohly být provozovány například v univerzitních nemocnicích, fungují z velké části automatizovaně a nevyžadují téměř žádný odborný personál. Automatizace výrazně zkracuje výrobní lhůty a zmenšuje náklady, terapie CAR‑T mohou být rychlejší, levnější a dostupnější více pacientům.

Modulárni struktura personalizovaných buněčných terapií

Minitovárny se skládají z různých modulů, kterými kazety postupně procházejí. Na každého pacienta je pro každý krok léčby potřebná jedna kazeta, ve které se T-buňky podrobí nezbytným úkonům. V kazetě určené pro úpravu buněk se s pomocí komponentů Festo v omezeném montážním prostoru přesně přrenáší kapaliny.

Kazeta obsahuje uzavřený a sterilní fluidní systém, který obsahuje všechny prvky potřebné k modifikaci buněk. Samotné prvky jsou pasivní. Jsou ovládány z vnějšího zdroje, jakmile se kazeta zasune do některého z modulů.

Přesné řízení průtoku kapaliny s integrovanými ventily

V komoře pro buněčné kultury jsou buňky T vystaveny virům, které do nich vnášejí genetický materiál obsahující plán pro takzvané receptory CAR. T-buňky vytvářejí receptory CAR a mění se v buňky CAR-T.

K tomu je nutné různá média přesně dávkovat Do komory pro buněčné kultury se musí přesně dávkovat různá média, která se smíchají a ohřejí na požadovanou teplotu. To je úkol pro Diffusion Bonded Manifold Festo. Integrovaný blok obsahuje kanálky, které propojují všechny části. Blok slouží k přesnému transportu kapaliny. Integrovány jsou ventily, které se ovládají zvenčí pomocí řídicího tlaku vzduchu a které propojují jednotlivé prvky.

Kapaliny se uvádí do pohybu tlakem a tahem - stlačeným vzduchem a podtlakem. Inteligentní řízení stlačeného vzduchu přesně dávkuje i nejmenší objemy a přesouvá je uvnitř kazety – a to i v omezeném montážním prostoru. Aby bylo možné kazetu následně použít pro další pacienty, stačí vyměnit pouze ty části, které byly v kontaktu s buňkami a viry. Systém je zkonstruován tak, aby to bylo možné jen několika jednoduchými kroky a mimo čistý prostor.