Kaj je terapija s CAR-T-celicami?

Terapije s celicami CAR-T temeljijo na individualnem pristopu: bolniku se odvzamejo lastne imunske celice, tako imenovane T-celice, ki se nato spremenijo, pomnožijo in vrnejo v telo, tako da se lahko imunski sistem sam bojuje proti rakavim celicam. Ta individualizirani način zdravljenja obeta večjo učinkovitost in manj neželenih učinkov. Poleg tega je treba terapijo opraviti le enkrat. Vendar je zaradi svoje zahtevnosti in ročne izdelave na voljo le v omejenih količinah.

Zakaj je proizvodnja celic CAR-T tako zapletena in draga?

Priprava CAR-T-celic je zapletena in vključuje številne zaporedne korake: najprej se iz pacientove krvi odvzamejo T‑celice. Te celice je treba očistiti, aktivirati in genetsko spremeniti tako, da prepoznajo rakave celice. Nato se spremenjene celice razmnožijo in temeljito testirajo, da se zagotovita njihova varnost in učinkovitost. Za vse to so potrebni sterilni proizvodni prostori, posebna oprema in dobro usposobljeno osebje.

Visoki stroški nastanejo zaradi dragih materialov in posebnih reagentov ter zaradi zahtevne infrastrukture in številnih testov. Poleg tega je vsaka terapija prilagojena posameznemu pacientu.

Decentralizirana, avtomatizirana proizvodnja CAR‑T‑celic

Zato je Fraunhoferjev inštitut za proizvodno tehnologijo in avtomatizacijo (IPA) s tehnologijo podjetja Festo razvil koncept avtomatizacije za majhne, decentralizirane proizvodne sisteme za obdelavo imunskih celic.

Te modularne mini tovarne bi se lahko na primer uporabljale v univerzitetnih bolnišnicah, delujejo v veliki meri avtomatizirano in zahtevajo le malo strokovnega osebja. Avtomatizacija znatno skrajša proizvodne čase in zniža stroške, kar omogoča, da so CAR‑T‑terapije hitrejše, cenejše in dostopne večjemu številu bolnikov.

Skalabilnost personaliziranih celičnih terapij

Mini tovarne so sestavljene iz različnih modulov, skozi katere postopoma potujejo kasete. Za vsakega pacienta je za vsako fazo terapije potrebna kaseta, v kateri se T-celice podvržejo potrebnim postopkom. V kaseti za fazo procesa, namenjeno spreminjanju celic, komponente za avtomatizacijo podjetja Festo zagotavljajo natančen pretok tekočine v zelo omejenem prostoru.

Kaseta vsebuje zaprt in sterilni sistem za pretok tekočin, ki vsebuje vse potrebno za spreminjanje celic. Elementi so sami po sebi pasivni. Delujejo z zunanje strani, če je kaseta vstavljena v enega od modulov mini tovarne.

Natančno krmiljenje tekočine zaradi vgrajenih ventilov

V komori za celične kulture se T-celice izpostavijo virusom, ki v celice vnesejo genetski material z načrtom za tako imenovane CAR-receptorje. Tako T-celice proizvajajo posebne CAR-receptorje in se spremenijo v CAR-T-celice.

Za to je treba različna gojišča natančno odmeriti v komoro za celične kulture, jih tam zmešati in temperirati. To opravlja Diffusion Bonded Manifold podjetja Festo. Razdelilni blok vsebuje sistem kanalov, prek katerega povezuje vse dele kasete. Omogoča natančen pretok tekočine. V razdelilnik so vgrajeni ventili, ki se zunanje upravljajo s pomočjo krmilnega zraka, da se tako vzpostavi povezava med posameznimi elementi.

Premikanje tekočine poteka s potiskanjem in vlečenjem s pomočjo stisnjenega zraka ali vakuuma. Z inteligentno krmiljenim stisnjenim zrakom je mogoče natančno dozirati tudi najmanjše količine in jih transportirati znotraj kasete – in to na najmanjšem prostoru. Da bi kaseto lahko nato uporabili za druge paciente, je treba zamenjati le tiste dele, ki so bili v stiku s celicami in virusi. Sistem je zasnovan tako, da se to lahko opravi z nekaj preprostimi koraki in zunaj čistega prostora.