Intelligente Zellproduktion für Anwendungen in der Therapeutik
Die Zelltherapie zeichnet sich als vielversprechender Ansatz für viele unheilbare und chronische Krankheiten ab, darunter Krebs und Diabetes. Bei der Zelltherapie werden Patienten in der Regel mit ihren eigenen Zellen behandelt oder es wird eine universelle Zellquelle anstelle chemischer Pharmazeutika verwendet. Für die Herstellung dieser Zellen sind eine spezielle Infrastruktur sowie hochqualifizierte Fachkräfte erforderlich, wodurch das Verfahren aufwendig und teuer wird. Darüber hinaus erfordert der dringende Bedarf an großen Mengen qualitativ hochwertiger kultivierter Zellen die Entwicklung von autonomen Zellkultursystemen, die zu wesentlich geringeren Kosten funktionieren.
Autonome Plattform zur Zellexpansion
Um dieser Herausforderung zu begegnen, schlägt das EU-finanzierte Projekt Facer vor, eine autonome Plattform zur Aufzucht von Zellen auf den Markt zu bringen. „Die Facer-Plattform kann eigenständig Milliarden qualitativ hochwertiger Zellen aus einer kleinen Zellbiopsie herstellen“, erklärt Miquel Costa, Projektkoordinator, Gründer und CTO von Aglaris. Die Facer-Plattform nutzt Einwegkartuschen, in denen die Zellen unter ständiger Kontrolle ohne menschliches Eingreifen vermehrt werden, wodurch das Kontaminationsrisiko durch die Handhabung der Zellen minimiert wird. Die Kammer für die Zellkultur wurde als geschlossenes System entwickelt, um homogene Bedingungen, Konsistenz von Charge zu Charge sowie Wiederholbarkeit bei der Zellproduktion zu gewährleisten. Außerdem handelt es sich bei der Plattform um ein modulares System, das gleichzeitig Zellen aus bis zu fünf verschiedenen Quellen ohne Kreuzkontamination erzeugen kann. „Was die Lösung von Facer von anderen auf dem Markt unterscheidet, ist ihre Vielseitigkeit, Skalierbarkeit und Automatisierung. Durch einen Wechsel der Kartuschen ist es möglich, unterschiedliche Zelltypen und Therapien zu produzieren“, betont Costa. Neben der automatischen Überprüfung ermöglichen Fortschritte im Design von Bioreaktoren in Verbindung mit KI eine eigenständige Entscheidungsfindung zur Produktionsoptimierung. Ein wichtiger Punkt ist die einfache Handhabung des Facer-Bioreaktors, denn er bietet die Möglichkeit, Zellen an einem einzigen Standort herzustellen, ohne von externen Unternehmen abhängig zu sein.
Optimierung des Bioreaktors für den industriellen Einsatz
Die Forschenden haben das Design der Plattformkartusche von Facer für die Expansion von hochwertigen T-Zellen mit chimären Antigen-Rezeptoren (CART-T) im industriellen Maßstab optimiert. Die Zellausbeute nach 10 Tagen Kultur war fast doppelt so hoch im Vergleich zu konventionellen Zellbioreaktoren. In Kürze wird die Produktion von mesenchymalen Stammzellen für therapeutische und regenerative Zwecke sowie anderer adhärenter Zellen möglich sein. Insgesamt wurde der Designprozess sorgfältig auf die Bedürfnisse bei der Endanwendung abgestimmt. Dies gilt auch für die Software, für die eine neue Benutzeroberfläche entwickelt wurde, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern und die Funktionalität zu maximieren. Die Facer-Plattform bietet einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Lösungen auf dem Markt, wobei die kontinuierliche Kommunikation mit wichtigen meinungsführenden Personen aus diesem Bereich das notwendige Feedback für die Produktion der kommerziellen Einheiten liefern wird. „Hier wird die Robustheit einer Anlage für die gute Produktionspraxis mit der Flexibilität eines Bioreaktors für die Prozessentwicklung vereint, und wir wissen, dass dies etwas ist, worauf die Zell- und Gentherapieforschung gewartet hat“, so Costa. Das System wird das Screening und die Evaluierung von sich in der Entwicklung befindlichen Therapeutika zu geringeren Kosten beschleunigen, sodass neuartige Behandlungen schneller für die regulatorische und klinische Zulassung bereitstehen. Man erwartet, dass die Facer-Lösung auch die Erstellung von individualisierten Behandlungen in Krankenhäusern und Kliniken unterstützen wird. Hersteller und Auftragshersteller von Zellen können mit der Facer-Plattform standardisierte Kultivierungsprozesse hochskalieren.
Schlüsselbegriffe
Facer, Bioreaktor, Zelltherapie, Zellkultur, CAR-T-Zellen, Gentherapie, mesenchymale Stammzellen
