Automatizovaná výroba buněčných terapií pro léčbu osteoartrózy

Automaticky řízené 6osé roboty přepravují buňky a materiály uvnitř zařízení. Díky speciálně tvarovaným uchopovačům lze přesouvat objekty různých tvarů a velikostí. (© Fraunhofer IPT)

V bioreaktorech jsou buňky mnohonásobně rozmnožovány. Jsou odebrány, jakmile je dosaženo požadovaného počtu buněk. Kontrola teploty a složení plynu, počítání buněk i odebrání probíhají plně automaticky. (© Fraunhofer IPT)

Artróza a další vážné nemoci mohou být v budoucnu úspěšně léčeny pomocí buněčných terapií, pokud se podaří velkoobjemově a nákladově efektivně vyrábět základní materiály pro nové léky a účinné látky. Za tímto účelem vyvíjí mezinárodní vědecký tým v rámci projektu EU „AutoCRAT“ během následujících čtyř let plně automatizovanou výrobní platformu, která umožní průmyslovou výrobu chrupavkových a kmenových buněk pro léčbu artritidy. Evropská unie podporuje tento slibný výzkumný projekt pod vedením irské Národní univerzity NUI Galway částkou 7,45 milionu eur; Fraunhoferův institut pro výrobní technologie IPT z Aachenu je jako klíčový partner odpovědný za realizaci a další rozvoj technologie zařízení.

Pro výrobu buněk spoléhají partneři na plně automatizované roboticky podporované laboratorní systémy. Tím se má zajistit, že účinné látky z buněčných produktů budou získávány nákladově efektivně a s konstantní kvalitou bez časově náročných manuálních laboratorních procesů. Terapie jsou založeny na proteinech odvozených z kmenových buněk, RNA a biologických nanočásticích, takzvaných extracelulárních váčcích, které již prokázaly svou účinnost při léčbě osteoartrózy. Automatizovaná továrna AutoCRAT urychlí vývoj a zvýší dostupnost z nich odvozených buněčných terapií, takže budou pacientům s chronickými onemocněními poskytovány rychleji a za nižší náklady.

Už dnes jsou testovány buněčné terapie pro široké spektrum onemocnění, včetně degenerativních chorob, imunitních a zánětlivých reakcí, ale i rakoviny. V závislosti na přístupu k léčbě se používají různé typy buněk: od kmenových buněk přes dospělé buňky z vlastního tkáně pacienta až po buňky imunitního systému. Použití živých buněk jako léků však předchází složité výrobní procesy. Jejich výroba je v současnosti ještě relativně neefektivní a mohou ji provádět pouze vysoce kvalifikovaní biotechnologové v čistých prostorách. Klinické studie ukazují stále více výkonných možností léčby pro pacienty, avšak bez automatizace laboratoří by dostupnost těchto terapií v budoucnu nestačila vysoké poptávce.

Automatizací dosud převážně manuálních laboratorních procesů chtějí vědní partneři v projektu AutoCRAT usnadnit terapeutické použití kmenových buněk: Projekt se nejprve zaměřuje na vývoj účinné léčby osteoartrózy, ale zároveň vytvoří základ pro další buněčné terapie.

Mezinárodní výzkumný projekt vede irská Národní univerzita NUI Galway. NUI Galway a Fraunhofer IPT již mají společné úspěchy z nedávno ukončeného projektu EU „AUTOSTEM“: v interdisciplinárním konsorciu s lékaři, biotechnology a výrobními techniky vyvinuli první plně automatickou a uzavřenou robotickou platformu pro výrobu buněčných produktů. Koncept AUTOSTEM bude dále rozvíjen, aby bylo možné vyrábět širší spektrum buněčných typů a odvozených produktů. Systém AutoCRAT bude mít jak automatizovanou dekontaminaci, tak kontrolu kvality, což umožní kompletní automatizaci výrobního procesu od začátku do konce.

Úkoly partnerů v konsorciu

- Národní univerzita Irska, Galway, v Dublinu vede jako vedoucí projektu AutoCRAT.
- Fraunhoferův institut pro výrobní technologie IPT z Aachenu vyvíjí zařízení pro projekt a přispívá svými zkušenostmi v oblasti laboratorní automatizace.
- Valitacell Ltd (VC) se sídlem v Dublinu vyvíjí automatizované testy kontroly kvality pro výrobní platformu.
- Univerzita Göteborg a Lékařské centrum Univerzity Leiden společně s REMEDI vyvíjejí a testují nové terapie na artritidu.
- Univerzitní klinika Essen a Univerzita Genua vyvíjejí metody pro výrobu terapeutických produktů bez buněk z extracelulárních váčků v automatizované zařízení.
- Nizozemská společnost Panaxea BV stanoví náklady na výrobu a dodávku vyvinutých terapií a hodnotí přínos účinné buněčné terapie pro osteoartrózu pro pacienty a jejich rodiny, stejně jako pro evropskou a globální ekonomiku.
- Pintail Ltd. z Irska podporuje řízení a správu projektu a zajišťuje šíření výsledků projektu.

Projekt byl financován v rámci finanční dohody č. 874671 z programu Horizon 2020 Evropské unie na podporu výzkumu a inovací.

Za materiál a názory zde prezentované jsou výhradně odpovědní autoři. Evropská komise nepřebírá žádnou odpovědnost za použití zde uvedených informací.