Što se podrazumijeva pod CAR-T staničnom terapijom?

CAR-T stanične terapije slijede personalizirani pristup: uzimaju se vlastite imunološke stanice pacijenta, takozvane T-stanice, koje se modificiraju, umnožavaju i vraćaju kako bi se imunološki sustav mogao sam boriti protiv stanica raka. Ovaj individualizirani pristup liječenju obećava veću učinkovitost i manje nuspojava. Nadalje, terapija se mora provesti samo jednom. Međutim, zbog svoje složenosti i manualne proizvodnje, dostupan je samo u ograničenim količinama.

Zašto je proizvodnja CAR-T stanica tako složena i skupa?

Proizvodnja CAR-T stanica je komplicirana i uključuje mnogo uzastopnih koraka: najprije je potrebno T‑stanice uzeti iz pacijentove krvi. Te stanice moraju biti očišćene, aktivirane i genetski modificirane kako bi mogle prepoznati stanice raka. Nakon toga, modificirane stanice se umnožavaju i opsežno testiraju kako bi se osigurala njihova sigurnost i učinkovitost. Sve to zahtijeva sterilne proizvodne prostore, posebnu opremu i dobro obučeno osoblje.

Visoki troškovi proizlaze iz skupih materijala i posebnih reagensa, kao i iz složene infrastrukture i brojnih testova. Nadalje, svaka terapija se individualno izrađuje za pacijenta.

Decentralizirana, automatizirana proizvodnja CAR‑T stanica

Stoga je Fraunhofer ‑ Institut za proizvodno inženjerstvo i automatizaciju (IPA) razvio koncept automatizacije za male, decentralizirane proizvodne sustave za liječenje imunoloških stanica koristeći tehnologiju tvrtke Festo.

Ove modularne mini-tvornice mogle bi se, na primjer, koristiti u sveučilišnim bolnicama, raditi uglavnom automatski i zahtijevati gotovo nikakvo specijalizirano osoblje. Automatizacija značajno smanjuje vrijeme i troškove proizvodnje, čime omogućuje da CAR‑ T terapije postanu brže, jeftinije i dostupne većem broju pacijenata.

Skalabilnost personaliziranih staničnih terapija

Mini-tvornice se sastoje od raznih modula koji korak po korak prolaze kroz kasete. Za svakog pacijenta potrebna je jedna kaseta za svaki korak terapijskog procesa u kojoj T-stanice primaju potrebne tretmane. U kaseti za procesni korak modifikacije stanica, komponente za automatizaciju tvrtke Festo osiguravaju precizan transport tekućine u najskučenijem mogućem prostoru za ugradnju.

Kaseta sadrži samostalni i sterilni sustav tekućine koji uključuje sve elemente potrebne za modifikaciju stanica. Sami elementi su pasivni. Upravljaju se izvana kada se kaseta umetne u jedan od modula mini-tvornice.

Precizna kontrola tekućine zahvaljujući integriranim ventilima

U komori za staničnu kulturu, T-stanice dolaze u kontakt s virusima koji unose genetski materijal s nacrtom za takozvane CAR-receptore. Kao rezultat toga, T-stanice proizvode posebne CAR-receptore i postaju CAR-T stanice.

Različiti mediji moraju se precizno dozirati u komoru za staničnu kulturu, tamo pomiješati i temperirati. To se rješava pomoću Diffusion Bonded Manifold razdjelnika tvrtke Festo. Distribucijski blok sadrži sustav kanala i putem tog sustava povezuje sva područja kasete. On omogućuje precizan transport tekućine. U razdjelnik su integrirani ventili koji se uključuju izvana putem dovoda upravljačkog zraka kako bi se uspostavila veza između pojedinačnih elemenata.

Kretanje fluida funkcionira guranjem i povlačenjem komprimiranim zrakom ili vakuumom. Inteligentno kontrolirani komprimirani zrak omogućuje precizno doziranje i transport čak i najmanjih količina unutar kasete – sve unutar najmanjeg mogućeg prostora za ugradnju. Da bi se kaseta kasnije mogla koristiti za druge pacijente, potrebno je zamijeniti samo elemente koji su bili u kontaktu sa stanicama i virusima. Sustav je dizajniran tako da se to može učiniti u samo nekoliko koraka i izvan čiste prostorije.