CAR-T hücre tedavisi nedir?

CAR-T hücre tedavileri kişiye özel bir yaklaşım izler: Hastadan kendi bağışıklık hücreleri, yani T hücreleri alınır, değiştirilir, çoğaltılır ve tekrar hastaya verilir; böylece bağışıklık sistemi kanser hücreleriyle kendi başına savaşabilir. Bu kişiye özel tedavi yöntemi, daha yüksek etkinlik ve daha az yan etki vaat ediyor. Ayrıca, tedavinin sadece bir kez uygulanması yeterlidir. Ancak, karmaşıklığı ve elle üretilmesi nedeniyle sınırlı miktarda mevcuttur.

CAR-T hücrelerinin üretimi neden bu kadar karmaşık ve pahalıdır?

CAR-T hücrelerinin üretimi karmaşıktır ve birbirini izleyen birçok aşamadan oluşur: İlk olarak, hastanın kanından T‑hücreleri hastanın kanından alınır. Bu hücrelerin temizlenmesi, aktive edilmesi ve kanser hücrelerini tanıyacak şekilde genetik olarak değiştirilmesi gerekir. Daha sonra, bu değiştirilmiş hücreler çoğaltılır ve güvenli ve etkili olduklarından emin olmak için kapsamlı testlerden geçirilir. Tüm bunlar için steril üretim tesisleri, özel ekipmanlar ve iyi eğitimli personel gereklidir.

Yüksek maliyetler, pahalı malzemeler ve özel reaktiflerin yanı sıra karmaşık altyapı ve çok sayıda testten kaynaklanmaktadır. Ayrıca, her tedavi hastaya özel olarak hazırlanır.

CAR'ın merkezi olmayan, otomatik üretimi‑T‑hücreleri

Bu nedenle Fraunhofer‑Üretim Teknolojisi ve Otomasyon Enstitüsü (IPA), Festo'nun teknolojisini kullanarak bağışıklık hücrelerinin işlenmesi için küçük, merkezi olmayan üretim sistemlerine yönelik bir otomasyon konsepti geliştirmiştir.

Bu modüler mini fabrikalar, örneğin üniversite hastanelerinde işletilebilir; büyük ölçüde otomatik olarak çalışır ve neredeyse hiç uzman personel gerektirmez. Otomasyon sayesinde üretim süreleri ve maliyetleri önemli ölçüde azalır, bu sayede CAR‑T‑tedavileri daha hızlı, daha uygun maliyetli ve daha fazla hasta için erişilebilir hale gelir.

Kişiselleştirilmiş hücre tedavilerinin ölçeklenebilirliği

Mini fabrikalar, kasetlerin aşamalı olarak geçtiği çeşitli modüllerden oluşur. Her hasta için, tedavinin her aşamasında T hücrelerinin gerekli işlemlerden geçmesi için bir kaset gereklidir. Hücrelerin modifikasyonuna yönelik işlem adımında kullanılan kasette, Festo’nun otomasyon bileşenleri son derece dar bir alana yerleştirilerek hassas sıvı taşıma sağlar.

Kaset, hücreleri modifiye etmek için gerekli tüm bileşenleri içeren, kapalı ve steril bir sıvı sistemi barındırır. Elemanların kendisi pasiftir. Kaset, mini fabrikanın modüllerinden birine yerleştirildiğinde, bunlar dışarıdan çalıştırılır.

Entegre vanalar sayesinde hassas sıvı kontrolü

Hücre kültürü odasında, T hücreleri, sözde CAR reseptörlerinin yapı planını içeren genetik materyali aktaran virüslerle temas ettirilir. Böylece T hücreleri özel CAR reseptörleri üretir ve CAR-T hücrelerine dönüşür.

Bunun için çeşitli besiyerlerinin hücre kültürü odasına hassas bir şekilde dozajlanması, orada karıştırılması ve sıcaklığının ayarlanması gerekir. Bu işlevi Festo'nun difüzyonla birleştirilmiş manifold'u üstleniyor. Dağıtım bloğu bir kanal sistemi içerir ve bu sistem aracılığıyla kasetin tüm bölümlerini birbirine bağlar. Hassas sıvı aktarımını sağlar. Manifolda, tek tek elemanlar arasındaki bağlantıyı sağlamak üzere dışarıdan bir kontrol havası ile çalıştırılan valfler entegre edilmiştir.

Sıvı hareketi, basınçlı hava veya vakumla itme ve çekme yoluyla gerçekleşir. Akıllı bir şekilde kontrol edilen basınçlı hava sayesinde, en küçük miktarlar bile hassas bir şekilde dozajlanabilir ve kaset içinde taşınabilir – hem de en dar alanlarda. Kaseti daha sonra başka hastalar için kullanabilmek için, yalnızca hücreler ve virüslerle temas eden parçaların değiştirilmesi yeterlidir. Sistem, bu işlemin birkaç basit adımda ve temiz oda dışında gerçekleştirilebilecek şekilde tasarlanmıştır.