Ce este terapia CAR-T?

Terapiile cu celule CAR-T urmează o abordare personalizată: pacientului i se prelevează propriile celule imune, așa-numitele celule T, care sunt apoi modificate, multiplicate și reintroduse în organism, astfel încât sistemul imunitar să poată combate singur celulele canceroase. Acest tratament personalizat promite o eficacitate mai mare și mai puține efecte secundare. În plus, tratamentul trebuie administrat o singură dată. Cu toate acestea, datorită complexității sale și a procesului de fabricație manual, disponibilitatea sa este limitată.

De ce este producerea celulelor CAR-T atât de complexă și costisitoare?

Producerea celulelor CAR-T este un proces complex și implică numeroase etape succesive: mai întâi, celulele T‑din sângele pacientului. Aceste celule trebuie curățate, activate și modificate genetic astfel încât să recunoască celulele canceroase. Ulterior, celulele modificate sunt multiplicate și supuse unor teste ample pentru a se asigura că sunt sigure și eficiente. Pentru toate acestea sunt necesare unități de producție sterile, echipamente speciale și personal bine pregătit.

Costurile ridicate sunt generate de materialele scumpe și de reactivii speciali, precum și de infrastructura complexă și de numărul mare de teste. În plus, fiecare tratament este personalizat pentru fiecare pacient.

Producția descentralizată și automatizată de celule‑CAR‑T

Prin urmare, Institutul Fraunhofer‑Institutul Fraunhofer pentru Tehnologia Producției și Automatizare (IPA) a dezvoltat, cu ajutorul tehnologiei Festo, un concept de automatizare pentru sisteme de producție mici și descentralizate destinate tratării celulelor imune.

Aceste mini-fabrici modulare ar putea fi operate, de exemplu, în cadrul spitalelor universitare, funcționează în mare parte automatizat și necesită foarte puțin personal specializat. Datorită automatizării, timpii de producție și costurile sunt reduse semnificativ, ceea ce permite CAR‑T‑devine mai rapidă, mai ieftină și accesibilă unui număr mai mare de pacienți.

Scalabilitatea terapiilor celulare personalizate

Mini-fabricile sunt alcătuite din diferite module, pe care casetele le parcurg pas cu pas. Pentru fiecare pacient este necesară o casetă pentru fiecare etapă a terapiei, în care celulele T sunt supuse tratamentelor necesare. În caseta destinată etapei de proces de modificare a celulelor, componentele de automatizare de la Festo asigură transportul precis al lichidelor într-un spațiu de instalare extrem de redus.

Caseta conține un sistem de fluide autonom și steril, care include toate elementele necesare pentru modificarea celulelor. Elementele în sine sunt pasive. Acestea sunt acționate din exterior atunci când caseta este introdusă într-unul dintre modulele minifabricii.

Control precis al fluxului de lichid datorită ventilelor integrate

În camera de cultură celulară, celulele T sunt expuse la viruși care introduc material genetic conținând planul de construcție pentru așa-numiții receptori CAR. Astfel, celulele T produc receptori CAR specifici și se transformă în celule CAR-T.

Pentru aceasta, diferitele medii trebuie dozate cu precizie în camera de cultură celulară, amestecate acolo și menținute la temperatura corespunzătoare. Această sarcină este îndeplinită de o insula de ventile cu îmbinare prin difuzie de la Festo. Blocul de distribuție conține un sistem de canale și conectează astfel toate zonele casetei. Acesta permite transportul precis al lichidelor. În colector sunt integrate supape care sunt acționate din exterior prin intermediul unui flux de aer de comandă, pentru a asigura conexiunea între elementele individuale.

Deplasarea fluidului se realizează prin împingere și tragere cu ajutorul aerului comprimat sau al vacuumului. Datorită sistemului inteligent de reglare a aerului comprimat, chiar și cele mai mici cantități pot fi dozate cu precizie și transportate în interiorul casetei – și asta într-un spațiu de instalare extrem de redus. Pentru a putea folosi caseta ulterior pentru alți pacienți, trebuie înlocuite doar elementele care au intrat în contact cu celulele și virusurile. Sistemul este conceput astfel încât această operațiune să poată fi efectuată în doar câteva etape și în afara unei camere sterile.