การบำบัดด้วยเซลล์ CAR T คืออะไร
การบำบัดด้วยเซลล์ CAR-T เป็นแนวทางเฉพาะบุคคล โดยเซลล์ภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยเองที่เรียกว่า "เซลล์ T" จะถูกสกัดออกมา นำไปปรับแต่งพันธุกรรม เพาะขยายจำนวน และฉีดกลับเข้าสู่ร่างกาย ซึ่งช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันสามารถต่อสู้กับเซลล์มะเร็งได้ด้วยตนเอง แนวทางการรักษาเฉพาะบุคคลนี้ให้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าและมีผลข้างเคียงน้อยกว่า นอกจากนี้ การรักษาดังกล่าวนั้นจำเป็นต้องทำเพียงครั้งเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความซับซ้อนและยังต้องใช้แรงงานคนอยู่ ส่งผลให้การรักษานี้ยังคงมีปริมาณจำกัดและเข้าถึงได้ยากในปัจจุบัน
"เรามีวิธีการรักษามะเร็งที่ตรงจุดและจำเพาะต่อตัวบุคคล นั่นคือการบำบัดด้วยเซลล์ CAR T ซึ่งเป็นการนำเซลล์ภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยเองมาใช้เป็นพื้นฐานในการรักษา"
Prof. Dr. Dr. Guy Ungerechts รองผู้อำนวยการฝ่ายการแพทย์ แผนกอายุรศาสตร์มะเร็งวิทยา ศูนย์การแพทย์แห่ง Heidelberg University
เหตุใดการผลิตเซลล์ CAR T จึงมีความซับซ้อนและมีราคาแพง
การผลิตเซลล์ CAR T นั้นซับซ้อนและมีหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน โดยเริ่มจากการสกัดเซลล์ T ออกจากเลือดของผู้ป่วยเป็นอันดับแรก เซลล์เหล่านี้จะต้องได้รับการทำความสะอาด กระตุ้น และดัดแปลงทางพันธุกรรม เพื่อให้สามารถจดจำเซลล์มะเร็งได้ เซลล์ที่ผ่านการดัดแปลงจะเข้าสู่กระบวนการเพาะเลี้ยงและทดสอบอย่างละเอียด เพื่อยืนยันความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการรักษาก่อนนำไปใช้งานจริง ทั้งหมดนี้จำเป็นต้องใช้สถานที่ผลิตที่ปลอดเชื้อ อุปกรณ์พิเศษ และบุคลากรที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี
ต้นทุนที่สูงเกิดจากวัสดุราคาแพงและสารเคมีพิเศษ รวมถึงโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อนและการทดสอบจำนวนมาก นอกจากนี้ การรักษาทุกชุดยังถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการเฉพาะรายของผู้ป่วยแต่ละบุคคลอีกด้วย
การผลิตเซลล์ CAR T ด้วยระบบอัตโนมัติแบบกระจายศูนย์
ดังนั้น สถาบัน Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA) จึงได้พัฒนาแนวคิดระบบอัตโนมัติสำหรับระบบการผลิตขนาดเล็กแบบกระจายศูนย์ เพื่อใช้ในกระบวนการจัดการเซลล์ภูมิคุ้มกัน โดยเลือกใช้เทคโนโลยีจาก Festo
โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยสามารถเป็นแหล่งดำเนินงานของโรงงานขนาดเล็กและแยกกันเหล่านี้ได้ โดยระบบทำงานด้วยระบบอัตโนมัติเกือบทั้งหมดและใช้บุคลากรผู้เชี่ยวชาญเพียงไม่กี่คนเท่านั้น ระบบอัตโนมัติช่วยลดระยะเวลาและต้นทุนการผลิตลงได้อย่างมหาศาล ส่งผลให้การบำบัดด้วยเซลล์ CAR T ทำได้รวดเร็วขึ้น มีราคาที่เข้าถึงง่ายขึ้น และพร้อมรองรับผู้ป่วยจำนวนมากได้อย่างทั่วถึง
"โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยสามารถใช้โรงงานขนาดเล็กและแยกกันเหล่านี้เพื่อผลิตเซลล์ CAR T ได้ทันทีในพื้นที่"
Dr. Andrea Gaißler, ผู้ช่วยนักวิทยาศาสตร์ที่ Fraunhofer IPA
การเพิ่มกำลังการผลิตเซลล์บำบัดเฉพาะบุคคล
โรงงานขนาดเล็กเหล่านี้ประกอบด้วยโมดูลต่างๆ หลากหลายรูปแบบ ซึ่งตลับจะเคลื่อนที่ผ่านโมดูลเหล่านี้ไปตามลำดับขั้นตอน ในแต่ละระยะของกระบวนการรักษา ผู้ป่วยหนึ่งรายต้องใช้ตลับหนึ่งชุดสำหรับการนำเซลล์ T ไปบำบัดในขั้นตอนที่จำเป็น สำหรับโมดูลในขั้นตอนการดัดแปลงเซลล์ ส่วนประกอบของระบบอัตโนมัติจาก Festo มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการขนส่งของเหลวอย่างแม่นยำภายในพื้นที่ที่จำกัดอย่างมาก
ภายในตลับจะติดตั้งระบบของเหลวปลอดเชื้อแบบปิดในตัว ซึ่งรวมส่วนประกอบทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับการดัดแปลงเซลล์ไว้อย่างครบถ้วน โดยส่วนประกอบต่างๆ ภายในตลับจะไม่ทำงานด้วยตัวเอง แต่ระบบจะเริ่มทำงานจากภายนอกเมื่อตลับถูกเสียบเข้ากับโมดูลใดโมดูลหนึ่งของโรงงานขนาดเล็กเท่านั้น
ควบคุมการไหลของของเหลวได้อย่างแม่นยำด้วยวาล์วในตัว
ห้องเพาะเลี้ยงเซลล์จะรับหน้าที่เป็นจุดที่เซลล์ T สัมผัสกับไวรัสเพื่อนำส่งสารพันธุกรรม ซึ่งเปรียบเสมือนพิมพ์เขียวในการสร้างตัวรับสัญญาณที่เรียกว่า CAR ผลลัพธ์ที่ได้คือเซลล์ T จะเริ่มสร้างตัวรับสัญญาณ CAR พิเศษนี้ขึ้นมา จนกลายสภาพเป็นเซลล์ CAR T อย่างสมบูรณ์
กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการจ่ายสารอาหารและสื่อกลางต่างๆ ลงในห้องเพาะเลี้ยงอย่างแม่นยำ พร้อมทั้งผสมให้เข้ากันและควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ตลอดเวลา Diffusion Bonded Manifold (ชุดวาล์วควบคุมที่เชื่อมแบบกระจาย) จาก Festo คือหัวใจสำคัญที่เข้ามาจัดการในส่วนนี้ แผงกระจายของเหลวชุดนี้ประกอบด้วยระบบท่อทางเดินภายในที่เชื่อมต่อทุกส่วนของตลับเข้าด้วยกัน ช่วยให้การขนส่งของเหลวมีความแม่นยำสูงสุด นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งวาล์วรวมไว้ภายในชุดวาล์วควบคุม ซึ่งสั่งการจากภายนอกด้วยลมควบคุมเพื่อเปิด/ปิดการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ได้อย่างอิสระ
การขับเคลื่อนของเหลวใช้หลักการผลักและดึงผ่านระบบลมอัดหรือระบบสุญญากาศ ระบบควบคุมลมอัดอัจฉริยะช่วยให้สามารถจ่ายและขนส่งของเหลวในปริมาณน้อยที่สุดภายในตลับได้อย่างแม่นยำ ภายใต้โครงสร้างระบบที่กะทัดรัดเป็นพิเศษ ส่วนประกอบที่สัมผัสกับเซลล์และไวรัสเท่านั้นที่ต้องเปลี่ยนใหม่ เพื่อให้สามารถนำตลับกลับมาใช้งานซ้ำกับผู้ป่วยรายอื่นได้ในลำดับถัดไป การออกแบบระบบช่วยให้ขั้นตอนการเปลี่ยนผ่านนี้ทำได้ง่ายเพียงไม่กี่ขั้นตอน และสามารถดำเนินการภายนอกห้องคลีนรูมได้ทันที
"ส่วนประกอบระบบอัตโนมัติของเราทำให้การรักษาโรคมะเร็งแบบเฉพาะบุคคลมีประสิทธิภาพและคุ้มค่ามากขึ้น ส่งผลให้ผู้ป่วยจำนวนมากสามารถเข้าถึงนวัตกรรมการรักษาเหล่านี้ได้กว้างขวางยิ่งขึ้นในอนาคต"
Dr. Michael Sinsbeck, หัวหน้าฝ่ายโครงการไบโอนิกส์องค์กรบริษัท Festo
โบรชัวร์สำหรับดาวน์โหลด
การบำบัดมะเร็งด้วยเซลล์เฉพาะบุคคล (PDF)