CAR-T細胞療法とは何でしょうか？

CAR-T細胞療法は患者一人ひとりに合わせた治療法です。患者自身の免疫細胞であるT細胞を採取し、改変増殖させた後、再び体内に戻すことで、免疫系が自らがん細胞と戦うことができるようにします。 この個別化された治療法はより高い有効性と副作用の軽減が期待されます。 さらに、治療は1回だけで済みます。 しかし、その複雑さと手作業による製造のため、入手できる量は限られています。

なぜCAR-T細胞の製造はそれほど複雑で費用がかかるのでしょうか？

CAR-T細胞の製造は複雑で、多くの連続した工程から成っています。まず、患者の血液からT‑細胞を患者の血液から採取します。 これらの細胞は洗浄活性化され、がん細胞を認識できるように遺伝子操作されなければならない。 その後、改変された細胞を増殖させ、安全性と有効性を確認するために広範な試験が行われる。 これらすべてを実現するには無菌の製造施設、専用の機器、そして十分な訓練を受けたスタッフが必要です。

高額な費用は高価な材料や特殊な試薬に加え、大規模なインフラ整備や多数の試験によって生じている。 さらに、すべての治療法は患者一人ひとりに合わせて個別に作成されます。

CARの分散型自動製造‑T‑細胞

そのため、Fraunhofer‑生産テクノロジー自動化研究所(IPA)はFestoのテクノロジーを活用し、免疫細胞を処理するための小規模で分散型の生産システム向けの自動化コンセプトを開発しました。

こうしたモジュール式の小型工場は例えば大学病院などで運用することができ、ほぼ自動化されており、専門スタッフもほとんど必要としません。 自動化により、製造時間とコストが大幅に削減され、その結果、CAR‑T‑療法はより迅速かつ低コストで、より多くの患者に提供できるようになります。

個別化細胞療法の拡張性

ミニファクトリーはカセットが順次通過していくさまざまなモジュールで構成されています。 患者1人につき、治療の各段階において、T細胞に必要な処置を行うためのカセットが1つ必要となります。 細胞改変プロセス工程のカセット内ではFestoの自動化コンポーネントが、極めて限られた設置スペースにおいて、液体の精密な搬送を実現しています。

このカセットには細胞を改変するために必要なすべての要素を備えた、密閉された無菌の流体システムが含まれています。 要素自体は受動的です。 カセットをミニファクトリーのいずれかのモジュールに挿入すると、外部から動作します。

内蔵バルブによる正確な液体制御

細胞培養チャンバー内で、T細胞はいわゆるCAR受容体の設計図となる遺伝物質を組み込むウイルスと接触させられる。 これにより、T細胞は特殊なCAR受容体を産生し、CAR-T細胞へと変化する。

そのためには各種培地を細胞培養チャンバーに正確に定量し、そこで混合し、温度調整を行う必要があります。 これはFestoのDiffusion-bonded manifoldsが担います。 分配ブロックには配管システムが組み込まれており、それを通じてカセットのすべてのエリアを接続しています。 これにより、液体の正確な移送が可能になります。 マニホールドにはバルブが組み込まれており、外部からの制御空気によって作動し、個々の要素間の接続を確立します。

液体の移動は圧縮空気や真空による押し引きによって行われます。 インテリジェントに制御された圧縮空気により、ごく微量の液体でも正確に計量し、カセット内で搬送することが可能です。しかも、極めて限られた設置スペースでも実現できます。 その後、そのカセットを他の患者にも使用できるようにするには細胞やウイルスと接触した部品のみを交換すればよい。 このシステムはクリーンルームの外で、わずかな手順で作業を行えるよう設計されています。