Fraunhofer IPA sviluppa elemento di connessione sterile per la terapia contro il cancro

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

Prototipo del connettore semplice sterile © Fraunhofer IPA

Le attuali strategie di terapia contro il cancro si basano sulla modifica delle cellule proprie del corpo, che, una volta reintrodotte nel paziente, innescano risposte immunitarie selettive contro le cellule tumorali. Ricercatori dell'IPA di Fraunhofer hanno sviluppato un elemento di connessione sterile che potrebbe semplificare il processo di produzione dei terapeutici medici moderni.

La terapia con cellule CAR-T è una forma di trattamento del cancro in cui vengono prelevate cellule dal paziente e modificate geneticamente in modo che possano riconoscere e attaccare specifiche proteine sulla superficie delle cellule tumorali. Il passo più importante nella produzione di principi attivi per questa procedura è il cosiddetto Liquidhandling. In questa operazione complessa, vengono aggiunti alle cellule proprie del corpo vari reagenti di consumo e di stimolazione per la modifica. La protezione contro le contaminazioni ha la massima priorità, motivo per cui finora la produzione deve avvenire in ambienti di camere bianche complessi e costosi. La costruzione e la manutenzione di tali ambienti sono comunque molto onerose. Un sistema di Liquidhandling tra sistemi chiusi ridurrebbe significativamente i requisiti per l'ambiente di produzione e, di conseguenza, i costi.

Liquidhandling automatizzato con connettore sterile

Ma qual è la differenza tra un sistema aperto e uno chiuso? I reagenti di consumo e di stimolazione necessari per la modifica delle cellule vengono riempiti in grandi quantità in cosiddetti Vials. Si tratta di piccoli contenitori per la conservazione sicura, sigillati da un tappo a septum. Per prelevare il liquido, il septum viene perforato con un ago, che aspira il liquido. Poiché con l'ago possono essere introdotti anche microbi dall'ambiente circostante, come dall'aria o dalla superficie del septum, il processo è considerato aperto. In un sistema chiuso, non c'è contatto con l'ambiente e i possibili agenti patogeni durante il processo di perforazione e prelievo, consentendo di eseguire il prelievo in condizioni sterili anche al di fuori di una camera bianca. Attualmente non esiste una soluzione automatizzabile per la perforazione sterile in condizioni non di camera bianca.

All'IPA di Fraunhofer, i tre ricercatori Michael Pfeifer, Markus Schandar e Richard Röscher hanno quindi sviluppato un elemento di connessione sterile che permette di automatizzare il Liquidhandling all'interno di un sistema chiuso. L'approccio consiste in un dispositivo di connessione e in un elemento di consumo a forma di ago, che viene sterilizzato con il calore e poi perfora il septum del vial. Il dispositivo di connessione fornisce, tramite una bobina di induzione, l'energia necessaria per riscaldare un ago sterile, parzialmente rivestito e conduttivo, la cui apertura viene liberata nel momento della perforazione verso il vial. Con questa idea di un connettore sterile semplice, si potrebbe rispondere a una delle domande più importanti nella produzione di terapeutici medici moderni. Nell'ambito di progetti di ricerca, è stato realizzato un prototipo funzionale del tipo di connettore sterile e ne è stata dimostrata la funzionalità. È stata così dimostrata una fattibilità di base. È ancora in attesa una validazione biologica.

Premiato al concorso di idee Science2Start 2024

I tre ricercatori dell'IPA hanno ottenuto il terzo posto nel concorso di idee Science2Start di quest'anno con il loro progetto. BioRegio STERN invita ogni anno giovani ricercatori e start-up emergenti nel settore delle scienze della vita a presentare le proprie idee. Quest'anno sono stati consegnati ufficialmente quattro premi.