Fraunhofer IPA vyvíjí sterilní spojovací prvek pro léčbu rakoviny

V. l. n. r.: Dr. Klaus Eichenberg, Dr. Christian Lindemann, Dr. Viola Bronsema, Michael Pfeifer, Richard Rösche, Dr. Ulrike Brucklacher, starosta Boris Palmer. © BioRegio STERN Management GmbH / Fotografie: KD Busch

Prototyp sterilního jednoduchého konektoru © Fraunhofer IPA

Aktuální přístupy v léčbě rakoviny využívají modifikaci vlastních buněk těla, které po návratu do pacienta vyvolávají selektivní imunitní reakce proti nádorovým buňkám. Vědci na Fraunhofer IPA vyvinuli sterilní spojovací prvek, který by mohl zjednodušit výrobní proces moderních lékařských terapeutik.

CAR-T buněčná terapie je forma léčby rakoviny, při níž jsou pacientovi odebrány buňky a geneticky upraveny tak, aby rozpoznávaly specifické proteiny na povrchu nádorových buněk a cíleně je napadaly. Nejdůležitějším krokem při výrobě účinných látek pro tento postup je takzvané Liquidhandling. Při tomto náročném procesu jsou vlastním buňkám přidávány různé spotřební a stimulační reagenční látky k jejich modifikaci. Ochrana před kontaminací má nejvyšší prioritu, proto musí být výroba dosud prováděna v náročných čistých prostorách. Výstavba a údržba takových čistých místností jsou však spojeny s obrovskými náklady. Automatizované Liquidhandling mezi uzavřenými systémy by výrazně snížilo požadavky na výrobní prostředí a tím i náklady.

Automatizované Liquidhandling s sterilním konektorem

Co je však rozdíl mezi otevřeným a uzavřeným systémem? Spotřební a stimulační reagenční látky potřebné k modifikaci buněk jsou baleny ve velkém množství do takzvaných vialů. Jedná se o malé nádoby určené k bezpečnému skladování, které jsou uzavřeny těsnícím víkem s septem. Tento septum je při odběru propíchnuto jehlou, aby bylo možné odsát kapalinu. Protože jehla může zavést do vialu i mikroorganismy z okolí, například ze vzduchu nebo povrchu septa, je tento proces považován za otevřený. V uzavřeném systému nedochází při propichování a odběru k žádnému kontaktu s okolím a možnými patogeny, takže odběr může probíhat za sterilních podmínek i mimo čisté místnosti. Takové automatizované řešení pro sterilní propichování za nepřítomnosti čistého prostředí zatím neexistuje.

Na Fraunhofer IPA proto tři vědci Michael Pfeifer, Markus Schandar a Richard Rösche vyvinuli sterilní spojovací prvek, který umožňuje automatizaci liquidhandingu uvnitř uzavřeného systému. Přístup spočívá v spojovacím zařízení a spotřebním prvku ve tvaru jehly, který je sterilizován teplem a poté zapíchán do septa vialu. Spojovací zařízení dodává prostřednictvím indukční cívky potřebnou energii k ohřevu sterilní, částečně obalované a vodivé jehly, jejíž otvor je při zapichování do vialu uvolněn. S tímto nápadem sterilního jednoduchého konektoru by mohla být zodpovězena jedna z nejdůležitějších otázek při výrobě moderních lékařských terapeutik. V rámci výzkumných projektů byl základní typ sterilního konektoru sestaven jako funkční demonstrační model a jeho funkčnost byla prokázána. Tím byla demonstrována základní proveditelnost. Biologická validace je stále ve fázi přípravy.

Oceněno na soutěži Science2Start 2024

Tři vědci z IPA obsadili s jejich konceptem třetí místo v letošní soutěži Science2Start. BioRegio STERN každoročně zve mladé vědce a začínající podnikatele z oblasti životních věd, aby předložili své nápady. Letos bylo slavnostně uděleno čtyři ceny.