Fraunhofer IPA opracowuje jałowy element połączeniowy do terapii nowotworów

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

Prototyp sterylnego pojedynczego konektora © Fraunhofer IPA

Aktualne podejścia w terapii nowotworów opierają się na modyfikacji własnych komórek ciała, które po wprowadzeniu do pacjenta wywołują selektywne reakcje immunologiczne przeciwko komórkom nowotworowym. Naukowcy z Fraunhofer IPA opracowali sterylny element połączeniowy, który mógłby ułatwić proces produkcji nowoczesnych terapii medycznych.

terapia CAR-T to forma leczenia raka, w której pobiera się komórki od pacjenta i genetycznie modyfikuje je tak, aby mogły rozpoznawać i celowo atakować specyficzne białka na powierzchni komórek nowotworowych. Najważniejszym etapem produkcji substancji czynnych dla tego procesu jest tzw. Liquidhandling. W tym wymagającym procesie do własnych komórek ciała dodaje się różne zużywalne i stymulujące odczynniki do modyfikacji. Ochrona przed zanieczyszczeniami ma najwyższy priorytet, dlatego produkcja musi dotąd odbywać się w kosztownych warunkach czystych pomieszczeń. Budowa i utrzymanie takich czystych pomieszczeń wiąże się jednak z ogromnymi kosztami. Automatyzacja Liquidhandling pomiędzy zamkniętymi systemami znacznie obniżyłaby wymagania dotyczące środowiska produkcyjnego i tym samym koszty.

Zautomatyzowany Liquidhandling z sterilnym konektorem

Ale czym różni się system otwarty od zamkniętego? Zużywalne i stymulujące odczynniki potrzebne do modyfikacji komórek są pakowane w dużych ilościach do tak zwanych fiolków. Są to małe naczynia do bezpiecznego przechowywania, zamknięte uszczelką, czyli septum. Aby pobrać odczynnik, nakłuwa się je kaniulą, aby odessać płyn. Ponieważ kaniula może wprowadzić do fiolki mikroorganizmy z otoczenia, na przykład z powietrza lub powierzchni septum, proces ten jest uważany za otwarty. W zamkniętym systemie podczas nakłuwania i pobierania nie dochodzi do kontaktu z otoczeniem i potencjalnymi patogenami, co pozwala na przeprowadzanie pobrań w warunkach sterylnych również poza czystym pomieszczeniem. Obecnie nie istnieje rozwiązanie automatyzujące sterylne nakłuwanie w warunkach nie będących czystym pomieszczeniem.

Na Fraunhofer IPA trzech naukowców – Michael Pfeifer, Markus Schandar i Richard Röscher – opracowało sterylny element połączeniowy, który umożliwia automatyzację Liquidhandling w ramach zamkniętego systemu. Podejście to składa się z urządzenia łączącego i elementu zużywalnego w formie igły, który jest sterylizowany przez ciepło i następnie nakłuwany w septum fiolki. Urządzenie łączne dostarcza energię potrzebną do podgrzania sterylnej, częściowo osłoniętej i przewodzącej igły, której otwarcie w momencie nakłucia jest odblokowywane w kierunku fiolki. Dzięki temu pomysłowi na sterylny prosty konektor można rozwiązać jedno z kluczowych pytań dotyczących produkcji nowoczesnych terapii medycznych. W ramach projektów badawczych zbudowano demonstrator funkcjonalny tego typu sterylnego konektora i potwierdzono jego działanie. Tym samym udowodniono zasadniczą wykonalność. Trwa jeszcze walidacja biologiczna.

Nagrodzony w konkursie Science2Start 2024

Trzej naukowcy z IPA zajęli trzecie miejsce w tegorocznym konkursie na pomysły Science2Start. BioRegio STERN co roku zaprasza młodych naukowców i młodych przedsiębiorców z dziedziny nauk o życiu do składania swoich pomysłów. W tym roku uroczystego wręczenia czterech nagród dokonano podczas ceremonii.