Tyrėjai sukūrė naują metodą, galintį pagaminti klinikines gyvybingų autologinių chimerinių antigenų receptorių (CAR) T-ląstelių dozes itin mažoje automatizuotoje uždaros sistemos mikrofluidinėje lustoje, maždaug kortelių pakuotės dydžio.
Singapūro Singapūro MIT tyrimų ir technologijų aljanso (SMART), Singapūro MIT tyrimų įmonės, Kritinės analizės personalizuotos medicinos (CAMP) tarpdisciplininių tyrimų grupės (IRG) komanda bendradarbiavo su Duke-NUS medicinos mokyklos (Duke) mokslininkais. -NUS), Mokslo, technologijų ir tyrimų agentūros (A*STAR) Molekulinės ir ląstelių biologijos institutas (IMCB), KK Moterų ir vaikų ligoninė (KKH) ir Singapūro bendroji ligoninė (SGH).
Šis metodas yra pirmas kartas, kai mikrobioreaktorius naudojamas autologinių ląstelių terapijos produktų gamyboje. Tiksliau, naujasis metodas buvo sėkmingai panaudotas gaminant ir plečiant CAR-T ląsteles, kurios yra tokios pat veiksmingos kaip ląstelės, pagamintos naudojant esamas sistemas, naudojant mažesnį plotą ir mažiau vietos bei naudojant mažiau sėjamųjų ląstelių skaičiaus ir ląstelių gamybos reagentų.
Tai galėtų padėti sukurti veiksmingesnius ir įperkamus autologinės ląstelių terapijos gamybos mažinimo metodus ir netgi potencialiai sudaryti sąlygas CAR T-ląstelių gamybai priežiūros vietoje ne laboratorijoje, pavyzdžiui, ligoninėse ir palatose.
CAR T-ląstelių terapijos gamybai reikia izoliuoti, aktyvuoti, genetiškai modifikuoti ir išplėsti paties paciento T-ląsteles, kad sunaikintų naviko ląsteles po pakartotinio infuzijos į pacientą.
Nepaisant to, kaip ląstelių terapija padarė revoliuciją vėžio imunoterapijoje, kai kuriems pirmiesiems pacientams, kuriems buvo suteikta autologinių ląstelių terapija remisijoje daugiau nei dešimt metų, CAR-T ląstelių gamybos procesas išliko nenuoseklus, brangus ir atimantis daug laiko.
Jis gali būti užterštas, dėl žmogaus klaidų, todėl reikia pasėti ląstelių skaičių, kuris yra nepraktiškas mažesnio masto CAR T ląstelių gamybai. Šie iššūkiai sukuria kliūtis, kurios riboja šių gydymo būdų prieinamumą ir įperkamumą, nepaisant jų veiksmingumo.
Straipsnyje, pavadintame „Didelio tankio mikrobioreaktoriaus procesas, skirtas automatizuotai CAR T ląstelių gamybai priežiūros vietoje“, paskelbtame Gamtos biomedicinos inžinerijaCAMP tyrėjai išsamiai aprašo savo proveržį – žmogaus pirminės T ląstelės gali būti aktyvuojamos, transdukuojamos ir padidinamos iki didelio tankio dviejų mililitrų automatizuotoje uždaros sistemos mikrofluidinėje mikroschemoje, kad būtų pagaminta daugiau nei 60 milijonų CAR T ląstelių iš donorų, sergančių limfoma, ir daugiau nei 200 milijonų CAR T ląstelių iš sveikų donorų.
CAR T-ląstelės, pagamintos naudojant mikrobioreaktorių, yra tokios pat veiksmingos, kaip ir pagamintos naudojant įprastinius metodus, tačiau užima mažesnį plotą, mažiau vietos ir mažiau išteklių. Tai reiškia mažesnes pagamintų prekių kainas (COGM) ir gali sumažinti pacientų išlaidas.
Esant dideliam T-ląstelių išsiplėtimo greičiui, panašų bendrą T-ląstelių skaičių galima pasiekti naudojant trumpesnį auginimo laikotarpį mikrobioreaktoriuje (nuo septynių iki aštuonių dienų), palyginti su dujoms laidžiose auginimo plokštelėse (12 dienų), o tai gali sutrumpinti gamybos laiką 30–30. 40 proc.
Tyrėjai parodė, kad CAR T ląstelės iš mikrofluidinio bioreaktoriaus ir dujoms pralaidžių kultūros plokštelių parodė tik subtilius ląstelių kokybės skirtumus. Ląstelės buvo vienodai funkcionalios naikindamos leukemijos ląsteles, kai buvo tiriamos su pelėmis.
„Šis naujas metodas rodo, kad įmanoma dramatiškai sumažinti dabartinės kartos autologinių ląstelių terapijos gamybą, o tai gali žymiai sušvelninti CAR T-ląstelių terapijos gamybos apribojimus. Toks miniatiūrizavimas padėtų pagrindą terapijos taškams gaminti. CAR T-ląsteles ir sumažinti „geros gamybos praktikos“ (GMP) pėdsaką, reikalingą ląstelių terapijai gaminti, o tai yra vienas iš pagrindinių COGM varomųjų jėgų“, – sakė Wei-Xiang Sin, SMART CAMP tyrėjas ir pirmasis šio straipsnio autorius. .
Pažymėtina, kad tyrime naudojamas mikrobioreaktorius yra perfuzija pagrįsta, automatizuota, uždara sistema, turinti mažiausią vienos dozės pėdsaką, mažiausią kultūros tūrį ir sėjamųjų ląstelių skaičių, taip pat didžiausią pasiekiamą ląstelių tankį ir proceso kontrolės lygį.
Šie mikrobioreaktoriai, kurie anksčiau buvo naudojami tik mikrobų ir žinduolių ląstelių kultūroms, iš pradžių buvo sukurti MIT, o Millipore Sigma juos pradėjo gaminti komerciškai.
Reikalingas mažas pradinių ląstelių skaičius, palyginti su esamomis didesnėmis automatizuotomis gamybos platformomis, reiškia, kad vienam gamybos procesui reikia mažesnio izoliacinių granulių, aktyvinimo reagentų ir lentivirusinių vektorių kiekių.
Be to, dėl itin mažo kultūros tūrio (2 mililitrai; maždaug 100 kartų mažesnis nei didesnėse automatinėse kultivavimo sistemose) reikalingi mažesni terpės tūriai (bent dešimt kartų mažesni nei didesnės automatizuotos auginimo sistemos), o tai prisideda prie reikšmingo reagento kiekio sumažėjimo. kaina. Tai gali būti naudinga pacientams, ypač vaikams, kurių T-ląstelių skaičius yra mažas arba nepakankamas, kad būtų galima pagaminti terapines CAR T-ląstelių dozes.
„Ši ląstelių terapijos gamybos pažanga galiausiai galėtų pasiūlyti priežiūros taško platformą, kuri galėtų žymiai padidinti CAR T-ląstelių gamybos laiko tarpsnių skaičių, sumažinti laukimo laiką ir šių gyvų vaistų prekių kainą, todėl ląstelių terapija taptų prieinamesnė mases“, – sakė Michaelas Birnbaumas, vienas iš SMART CAMP vyriausiųjų tyrėjų, MIT biologinės inžinerijos docentas ir bendradarbis šio straipsnio autorius.
„Sumažėjusių bioreaktorių naudojimas taip pat galėtų padėti optimizuoti procesą, įskaitant skirtingus ląstelių terapijos produktus.”
Žengdama į priekį, SMART CAMP kuria tolesnę inžinerinę mėginių ėmimo ir (arba) analizės sistemas aplink mikrobioreaktorių, kad CAR-T gamyba būtų vykdoma naudojant mažiau darbo jėgos ir ne laboratorijoje, o tai gali palengvinti decentralizuotą CAR T ląstelių gamybą.
SMART CAMP taip pat siekia toliau optimizuoti proceso parametrus ir auginimo sąlygas, kad pagerintų ląstelių derlių ir kokybę būsimam klinikiniam naudojimui.