Impulso de innovación para la biotecnología en Renania del Norte-Westfalia

El Fraunhofer IPT integra todo el proceso de fabricación de vesículas extracelulares en su plataforma de laboratorio AUTOSTEM totalmente automatizada. © Fraunhofer IPT

Las terapias con células madre ofrecen un potencial enorme para el tratamiento individualizado de enfermedades degenerativas y relacionadas con tumores. Con el recientemente iniciado proyecto de investigación »RauPE« (Producción automatizada robusta de vesículas extracelulares terapéuticas), se busca automatizar la producción de estas terapias médicas innovadoras y hacerlas accesibles a un gran número de pacientes. Junto con BioThrust GmbH, una spin-off de la RWTH Aachen, y el Hospital Universitario de Essen, el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción IPT desarrolla una plataforma de expansión que permite producir terapias basadas en células madre a gran escala y reducir así los costos de fabricación.

Uno de los mayores desafíos en las terapias basadas en células madre es la producción escalable de las cantidades necesarias de células. Las vesículas extracelulares (EV) se utilizan como terapéuticos para enfermedades degenerativas y relacionadas con tumores debido a sus éxitos en tratamientos establecidos. Las EV son partículas membranosas sensibles que se desprenden de sus células de origen. Este tipo de vesículas debe ser producido a partir de células madre especializadas y extraído del medio de cultivo celular para la fabricación de los terapéuticos. El desafío de producir en grandes cantidades de manera eficiente radica en la fragilidad de las EV. Por ello, hoy en día, la expansión de las células en biorreactores solo es posible en volúmenes pequeños y con equipos especializados. Sin embargo, esto eleva los costos de producción. Los socios del proyecto »RauPE« están desarrollando una plataforma de expansión robusta y automatizada basada en el biorreactor de membranas del spin-off de Aachen, BioThrust. Con esta plataforma de expansión, en el futuro, se podrán producir EV de alta calidad de manera automatizada.

Nueva tecnología de biorreactores que permite una proliferación celular más eficiente

Normalmente, las células madre que producen EV se cultivan en frascos similares a placas de Petri. Sin embargo, para una producción a gran escala, este método es demasiado ineficiente y laborioso. Tampoco son adecuados los biorreactores tradicionales, en los que las células, por ejemplo, pueden crecer en partículas portadoras, ya que las fuerzas mecánicas en el reactor pueden dañar las células. Para que las células reciban un suministro continuo de oxígeno y medio fresco para su crecimiento, BioThrust GmbH ha desarrollado cartuchos de biorreactores de membrana que integran una oxigenación sin burbujas, permitiendo una proliferación más eficiente y escalable de las células madre sensibles. Estos cartuchos se utilizan en el proyecto para la producción de células madre mesenquimales inmortalizadas (ciMSC), desarrolladas en el Hospital Universitario de Essen. Durante la cultivo, estas células liberan vesículas extracelulares que pueden ser utilizadas terapéuticamente, por ejemplo, contra ciertos tipos de cáncer, inflamaciones en la artrosis o después de accidentes cerebrovasculares.

Procesos automatizados para una producción segura de EV

Otro objetivo principal del proyecto es crear un proceso escalable para la producción de preparaciones de EV de ciMSC que cumpla con los requisitos de certificación de productos médicos. El Fraunhofer IPT integra todo el proceso de fabricación de EV en su plataforma de laboratorio totalmente automatizada AUTOSTEM. Esto permite realizar de manera eficiente, precisa y segura todos los pasos del proceso para la producción de nuevos terapéuticos con un mínimo esfuerzo manual, desde el cultivo celular hasta la cosecha y limpieza de las EV.

Proyecto de investigación financiado para desarrollar terapias celulares más económicas y efectivas

El proyecto »RauPE« combina la experiencia de sus tres socios en biotecnología médica, ingeniería de procesos y automatización de procesos. El objetivo de los socios es una producción escalable de terapéuticos celulares para desarrollar terapias celulares más económicas y efectivas. El proyecto será financiado en los próximos tres años, comenzando en julio de 2024, a través del programa de financiación EFRE.NRW con fondos del estado de Renania del Norte-Westfalia y de la UE.

Consorcio del proyecto

– BioThrust GmbH, Aachen (coordinador del proyecto)
– Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción IPT, Aachen
– Hospital Universitario de Essen