Mini fábrica para la terapia celular contra el cáncer

Sistemas de producción

La automatización de laboratorios del Fraunhofer IPA allana el camino para una terapia contra el cáncer basada en la ingeniería genética, personalizada para cada paciente. Los preparados, que hoy en día solo se obtienen en pequeñas cantidades con mucho trabajo manual en laboratorios, podrían en el futuro provenir de «minifábricas». Los socios del proyecto, que cuenta con más de 4 millones de euros de financiación del Ministerio de Economía de Baden-Württemberg, son el NMI en Reutlingen y el Hospital Universitario en Tübingen.

La rápida fabricación de vacunas de ARNm contra los coronavirus solo fue posible porque el desarrollo de la vacuna se basó en años de trabajo previo en la investigación del cáncer. La inmunoterapia con células CAR-T utiliza el mismo método molecular biológico que la vacuna. En este tratamiento, que representa un salto cuántico en la terapia tumoral para los médicos, las células T se modifican genéticamente para que reconozcan receptores de cáncer, se adhieran a ellos y detengan la propagación del tumor.

Pero el camino hacia los preparados correspondientes es arduo. En cada caso, hay que extraer las propias células del paciente, editarlas genéticamente en diferentes procesos en un entorno controlado y, finalmente, volver a administrárselas. Dentro de un proyecto financiado por el estado de Baden-Württemberg, el Fraunhofer IPA asume la tarea de automatizar este proceso de producción manual.

Andreas Traube, jefe del departamento de automatización de laboratorios y tecnología de bioproducción en el IPA, planea una estructura modular para ello. El elemento central son cassettes normalizados en los que se preparan las células. Contienen todo lo necesario para su supervivencia y crecimiento. Sensores integrados monitorean lo que sucede en los cassettes. Desde el exterior, tienen interfaces normalizadas y pueden transferirse de una estación de procesamiento a otra. Todas las estaciones son atravesadas por los cassettes de manera progresiva. «Finalmente, uno de estos cassettes representa a un paciente individual y contiene el producto para ese paciente», explica Traube. La manipulación de los cassettes apilados en un sistema de estanterías la realiza un robot.

El concepto para la minifábrica está inspirado en la Industria 4.0. «Una buena organización de la producción y la automatización de los procesos también reducen el tamaño de las salas limpias y aumentan las cantidades producidas, lo que reduce los costos por proceso», dice Traube. Actualmente, el tratamiento de un paciente con esta terapia celular cuesta 250.000 euros o más. Las minifábricas deben instalarse directamente en los hospitales y, a largo plazo, garantizar que cada paciente que necesite esta terapia pueda acceder a ella, a costos comparables con los métodos tradicionales de tratamiento.

El NMI, Instituto de Ciencias Naturales y Medicina en Reutlingen, que también participa en el proyecto SolidCAR-T, aporta otro elemento conocido de la producción industrial: el Gemelo Digital. Paralelamente al proceso de producción, los sistemas Organ-on-a-Chip simulan en el laboratorio lo que sucede en el paciente. Esto ayuda, por un lado, a garantizar la calidad y, por otro, a predecir la eficacia y los efectos secundarios, incluso antes de que el paciente reciba el preparado.