O que se entende por terapia com células CAR-T?

As terapias com células CAR-T seguem uma abordagem personalizada: as próprias células imunitárias do paciente, as chamadas células T, são colhidas, modificadas, multiplicadas e devolvidas ao organismo, para que o sistema imunitário possa combater as células cancerígenas por si próprio. Este plano de tratamento individualizado promete uma maior eficácia e menos efeitos secundários. Além disso, o tratamento só precisa de ser realizado uma única vez. Contudo, devido à sua complexidade e ao processo de fabrico manual, a sua disponibilidade ainda é limitada.

Porque é 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, as células T são colhidas do sangue do paciente. Estas células devem ser purificadas, ativadas e geneticamente modificadas para conseguirem reconhecer as células cancerígenas. Posteriormente, as células modificadas são multiplicadas e submetidas a testes exaustivos para garantir a sua segurança e eficiência. Tudo isto exige instalações de produção estéreis, equipamentos especializados e pessoal altamente qualificado.

Os custos elevados decorrem dos materiais dispendiosos e reagentes específicos, da infraestrutura complexa e dos inúmeros testes necessários. Além disso, cada terapia é realizada individualmente para um único paciente.

Produção descentralizada e automatizada de células CAR‑T

Por esta razão, o Instituto Fraunhofer de Engenharia de Produção e Automação (IPA), utilizando tecnologia da Festo, desenvolveu um conceito de automação para pequenos sistemas de produção descentralizados destinados ao tratamento das células imunitárias.

Estas minifábricas modulares poderiam, por exemplo, ser operadas em hospitais universitários; funcionam de forma amplamente automatizada e requerem pouco pessoal especializado. Graças à automação, os tempos de produção e os custos são significativamente reduzidos, tornando as terapias CAR-T mais rápidas, económicas e acessíveis a um maior número de pacientes.

Escalabilidade das terapias celulares personalizadas

As minifábricas são compostas por diversos módulos percorridos pelas cassetes de forma faseada. Por cada paciente, é necessária uma cassete para cada etapa do processo da terapia, na qual as células T recebem os tratamentos necessários. Na cassete destinada à etapa de modificação das células, os componentes de automação da Festo garantem o transporte preciso de fluidos num espaço extremamente reduzido.

A cassete contém um sistema de fluidos fechado e estéril que engloba todos os elementos para a modificação das células. Os próprios elementos são passivos. São operados a partir do exterior quando a cassete é inserida num dos módulos da minifábrica.

Controlo de fluidos preciso graças a válvulas integradas

Na câmara de cultura celular, as células T são colocadas em contacto com vírus que introduzem o material genético com a "impressão digital" para os chamados recetores CAR. Deste modo, as células T produzem recetores CAR específicos e transformam-se em células CAR-T.

Para tal, os diferentes meios devem ser doseados com precisão na câmara de cultura celular, misturados e mantidos à temperatura adequada. Esta tarefa é desempenhada por um Diffusion Bonded Manifold da Festo, O bloco distribuidor contém um sistema de canais e, através destes, conecta todas as áreas da cassete, permitindo o transporte de líquidos preciso. No manifold estão integradas válvulas que são acionadas externamente através de ar de comando, estabelecendo assim a ligação entre os elementos individuais.

O movimento dos fluidos funciona através de sistemas de sucção e pressão, utilizando ar comprimido ou vácuo. Graças ao ar comprimido regulado de forma inteligente, é possível dosear e transportar com precisão mesmo as quantidades mais pequenas dentro da cassete, tudo isto num espaço extremamente reduzido. Para que a cassete possa ser reutilizada em novos pacientes, basta substituir os elementos que estiveram em contacto com as células e os vírus. O sistema foi concebido para que este procedimento possa ser realizado em poucos passos e fora de um ambiente de sala limpa.