Šta se podrazumeva pod CAR-T ćelijskom terapijom?

CAR-T ćelijska terapija koristi personalizovani pristup: Pacijentu se uzimaju sopstvene imunološke ćelije, takozvane T ćelije, koje se zatim modifikuju, umnožavaju i vraćaju nazad, kako bi imuni sistem mogao sam da se bori protiv ćelija raka. Ovaj individualizovani način lečenja obećava veću efikasnost i manje neželjenih efekata. Osim toga, terapija se mora sprovesti samo jednom. Ipak, zbog svoje složenosti i ručne izrade, ona je dostupna samo u ograničenim količinama.

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

Proizvodnja CAR-T-ćelija je komplikovana i uključuje mnoge uzastopne korake: prvo se T‑ćelije uzimaju iz krvi pacijenta. Ove ćelije moraju biti očišćene, aktivirane i genetski izmenjene tako da prepoznaju ćelije raka. Nakon toga se modifikovane ćelije umnožavaju i detaljno testiraju kako bi bile sigurne i efikasne. Za sve to su potrebni sterilni proizvodni pogoni, posebna oprema i dobro obučeno osoblje.

Visoki troškovi nastaju zbog skupih materijala i posebnih reagensa, kao i zbog složene infrastrukture i mnogih testova. Osim toga, svaka terapija se proizvodno prilagođava svakom pacijentu pojedinačno.

Decentralizovana, automatizovana proizvodnja CAR‑T‑ćelija

Zbog toga je Fraunhofer‑Institut za proizvodnu tehniku i automatizaciju (IPA) sa tehnologijom kompanije Festo razvio koncept automatizacije za male, decentralizovane proizvodne sisteme za lečenje imunskih ćelija.

Ove modularne minifabrike mogu se, na primer, koristiti u univerzitetskim klinikama, rade uglavnom automatski i gotovo da ne zahtevaju stručni kadar. Kroz automatizaciju vreme proizvodnje i troškovi se značajno smanjuju, što omogućava da CAR‑T‑terapije postanu brže, jeftinije i dostupne većem broju pacijenata.

Skalabilnost personalizovanih terapija ćelijama

Minifabrike se sastoje od različitih modula, kroz koje kasete postepeno prolaze. Za svakog pacijenta je za svaki procesni korak terapije potrebna kaseta, u kojoj T-ćelije prolaze neophodne tretmane. U kaseti za procesni korak modifikacije ćelija, automatske komponente od Festo-a obezbeđuju precizan transport tečnosti u veoma malom prostoru za instalaciju.

Kaseta sadrži zatvoren i sterilan fluidni sistem koji sadrži sve elemente za modifikaciju ćelija. Elementi su sami po sebi pasivni. Oni se pokreću spolja kada se kaseta ubaci u jedan od modula minifabrike.

Precizna kontrola tečnosti zahvaljujući integrisanim ventilima

U kultivacionoj komori ćelija, T-ćelije se dovode u kontakt sa virusima koji unose genetski materijal sa planom za takozvane CAR receptore. Na taj način T-ćelije proizvode specijalne CAR receptore i postaju CAR-T ćelije.

Različiti mediji moraju biti precizno dozirani u kultivacionu komoru ćelija, tamo pomešani i temperirani. To preuzima Diffusion Bonded Manifold kompanije Festo. Blok distributera sadrži sistem kanala i preko njega povezuje sve oblasti Kasete. Omogućava precizan transport tečnosti. U manifold su integrisani ventili, koji se upravljaju spoljnom upravljačkom vazdušnom strujom kako bi se obezbedila veza između pojedinih elemenata.

Kretanje tečnosti funkcioniše preko guranja i povlačenja pomoću komprimovanog vazduha ili vakuuma. Uz inteligentno kontrolisan komprimovani vazduh, čak i najmanje količine mogu biti precizno dozirane i transportovane unutar kasete – i to na najmanjem prostoru. Kako bi kaseta nakon toga mogla biti korišćena za druge pacijente, potrebno je zameniti samo elemente koji su bili u kontaktu sa ćelijama i virusima. Sistem je dizajniran tako da se to može obaviti uz nekoliko jednostavnih koraka i izvan čistog prostora.