Impuls dla biotechnologii w Nadrenii Północnej-Westfalii

Fraunhofer IPT integruje cały proces produkcji egzosomalnych pęcherzyków w swojej w pełni zautomatyzowanej platformie laboratoryjnej AUTOSTEM. © Fraunhofer IPT

Terapię komórkowe opierające się na komórkach macierzystych oferują ogromny potencjał dla indywidualnego leczenia chorób zwyrodnieniowych i związanych z nowotworami. W niedawno uruchomionym projekcie badawczym „RauPE” (Robusta automatyczna produkcja terapeutycznie użytecznych pęcherzyków extracellularnych) ma zostać zautomatyzowana produkcja tych przełomowych terapii medycznych i udostępniona szerokiej grupie pacjentów. Wspólnie z firmą BioThrust GmbH, spin-offem RWTH Aachen, oraz Uniwersyteckim Szpitalem w Essen, Instytut Fraunhofera ds. Technologii Produkcji IPT opracowuje platformę ekspansji, która umożliwi masową produkcję terapii opartych na komórkach macierzystych, obniżając tym samym koszty produkcji.

Jednym z największych wyzwań w terapii opierającej się na komórkach macierzystych jest skalowalna produkcja potrzebnej ilości komórek. Pęcherzyki extracellularne (EV) są wykorzystywane jako terapeutyki w leczeniu chorób zwyrodnieniowych i związanych z nowotworami ze względu na ich udane zastosowania kliniczne. EV to wrażliwe cząsteczki membranowe, które oddzieliły się od komórek źródłowych. Ten rodzaj pęcherzyków musi być wytwarzany z wyspecjalizowanych komórek macierzystych i wyodrębniany z medium hodowlanego. Wyzwanie stanowi efektywna produkcja dużych ilości EV, ze względu na ich delikatność. Dlatego obecnie rozbudowa komórek w bioreaktorach odbywa się tylko w małych objętościach i przy użyciu specjalistycznych urządzeń. To jednak podnosi koszty produkcji. Partnerzy w projekcie „RauPE” opracowują więc solidną i zautomatyzowaną platformę ekspansji opartą na bioreaktorze membranowym od spin-offu BioThrust z Aachen. Dzięki tej platformie w przyszłości możliwa będzie automatyczna produkcja wysokiej jakości EV.

Nowa technologia bioreaktorów umożliwia bardziej efektywną proliferację komórek

Zwykle komórki macierzyste produkujące EV są hodowane w naczyniach przypominających Petriego. Jednak przy dużej skali produkcji takie podejście jest nieefektywne i pracochłonne. Nieodpowiednie są również klasyczne bioreaktory, w których komórki mogą rosnąć na nośnikach, ponieważ mechaniczne siły w reaktorze mogą uszkadzać komórki. Aby zapewnić komórkom ciągłe dostarczanie tlenu i świeże medium do wzrostu, firma BioThrust opracowała wkłady membranowe do bioreaktorów, które umożliwiają bezpęcherzykowe natlenianie komórek, co pozwala na bardziej efektywną i skalowalną proliferację wrażliwych komórek macierzystych. W projekcie te wkłady będą wykorzystywane do produkcji immortalizowanych komórek mezenchymalnych (ciMSC), opracowanych w Uniwersyteckim Szpitalu w Essen. Komórki te podczas hodowli wydzielają pęcherzyki extracellularne, które mogą mieć zastosowanie terapeutyczne, na przykład w leczeniu niektórych nowotworów, stanów zapalnych przy artretyzmie lub po udarach.

Zautomatyzowane procesy dla bezpiecznej produkcji EV

Kolejnym głównym celem projektu jest opracowanie skalowalnego procesu wytwarzania preparatów EV z ciMSC, spełniającego wymogi certyfikacji wyrobów medycznych. Fraunhofer IPT integruje cały proces produkcji EV w swojej w pełni zautomatyzowanej platformie laboratoryjnej AUTOSTEM. Umożliwia ona efektywną, precyzyjną i bezpieczną realizację wszystkich etapów procesu wytwarzania nowych terapii, od hodowli komórek po zbiór i oczyszczanie EV, minimalizując konieczność interwencji manualnej.

Wspierany projekt badawczy nad tanimi i skutecznymi terapiami komórkowymi

Projekt „RauPE” łączy wiedzę z zakresu biotechnologii medycznej, bioprocesów i automatyzacji procesów, współpracując z trzema partnerami. Celem jest skalowalna produkcja terapii komórkowych, co ma przyczynić się do rozwoju tańszych i skuteczniejszych terapii komórkowych. Projekt będzie realizowany przez najbliższe trzy lata, począwszy od lipca 2024 roku, w ramach programu finansowanego przez EFRE.NRW, z funduszy landu Nadrenia Północna-Westfalia oraz UE.

Konsorcjum projektowe:
– BioThrust GmbH, Aachen (koordynator projektu)
– Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
– Uniwersytecki Szpital w Essen