CAR-T- & CAR-NK-Zelltherapie

Konsistente Zellzahl und Viabilität für Entwicklung und Produktion

Einer der vielversprechendsten Ansätze bei zellulären Therapien sind Immuntherapien mit gentechnisch veränderten T-Zellen oder natürlichen Killerzellen (NK), die chimäre Antigenrezeptoren (CARs) exprimieren. Bei allen Schritten der klinischen CAR-T- und CAR-NK-Zellherstellung müssen die Viabilität und die Zellzahl genau bestimmt werden.

Die Zählung von CAR-T- und CAR-NK-Zellen in der Zelltherapieforschung und -herstellung stellt eine Herausforderung dar. Die Herstellung unter reinen Umweltbedingungen und die Tatsache, dass manchmal das gleiche Aufbereitungsprogramm für ein bestimmtes therapeutisches Produkt an verschiedenen Standorten durchgeführt wird, stellt hohe Anforderungen an die gewählte Zellzählungsmethode, da eine identische Zellzählung entscheidend ist.

Im Gegensatz zu traditionellen Bioprozessen, die auf der Expansion von Zelllinien in einem Bioreaktor beruhen, werden autologe Zelltherapien aus einzelnen Spendergeweben hergestellt, die einen mehrstufigen Herstellungsprozess durchlaufen. So ist bei der Herstellung von Zelltherapien eine erhebliche Probenvielfalt zu beobachten.

Adoptive Immuntherapien mit Gentechnisch Veränderten CAR-T- und CAR-NK-Zellen

Innenansicht einer Vene mit roten Blutkörperchen und Leukozyten.

Einer der vielversprechendsten Zelltherapieansätze ist die adoptive Immuntherapie mit autologen zytotoxischen T-Zellen oder natürlichen Killerzellen (NK). Diese Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMP) stehen im Mittelpunkt des Interesses von Biopharmaunternehmen weltweit, da sie personalisierte medizinische Ansätze mit besseren Patientenergebnissen versprechen.

T-Zellen können so manipuliert werden, dass sie entweder T-Zell-Rezeptoren (TCRs) oder chimäre Antigenrezeptoren (CARs) exprimieren, um ihre Spezifität und Toxizität gegenüber Krebszellen zu erhöhen. Neuere CAR-NK-Zelltherapien zielen vor allem auf Krebserkrankungen ab und könnten aufgrund ihres Immunphänotyps, der kaum Graft-versus-Host-Disease verursacht, ein großes Potenzial für allogene Therapien haben1.

Zur Gewinnung von gentechnisch veränderten T- oder NK-Zellen werden zunächst weiße Blutkörperchen (WBC) periphere mononukleäre, oder Blutzellen (PBMCs) des Patienten erfasst, anschließend wird die gewünschte Zelluntergruppe angereichert und durch virale Transfektion genetisch modifiziert. Diese werden dann großvolumig expandiert und dem Patienten wieder infundiert. Abgesehen von PBMC-Proben können T- und NK-Zellen für CAR-Modifikationen aus Leukopaks, Knochenmark (BM), Nabelschnurblut (UCB) und induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) stammen.

Der automatische Zellzähler NucleoCounter® NC-202™ kann die Zellzahl und Viabilität unter schwierigen Bedingungen quantifizieren, die bei der Zelltherapie häufig auftreten, wie z. B. bei Anwesenheit von roten Blutkörperchen, Beads oder Zellklumpen (Aggregatkulturen). Das Gerät weist eine sehr geringe Variabilität von Gerät zu Gerät auf, und die Gerätebediener erleben praktisch keine Ausfallzeiten bei robusten Fertigungsprozessen. Mit seiner GMP-fähigen Software ist der NucleoCounter® ideal für die Herstellung von Zelltherapien.

Der automatisierte Zellzähler NucleoCounter® ermöglicht eine robuste und genaue Bestimmung der Zellzahl und Viabilität von T-Zellen während der Entwicklung und Herstellung von adoptiven CAR-T und CAR-NK Zellen.

Bei Verwendung mit diesem Zellzähler kombiniert die einzigartige Via2-Cassette™ die Zellentnahme, Färbung und Zählung in einem einzigen Schritt. Vorgeladene Acridinorange- (AO) und DAPI-Farbstoffe in der Via2-Cassette™ ermöglichen die genaue Detektion von T-Zellen, auch in Gegenwart von Erythrozyten, Beads oder Formulierungsreagenzien. Damit ist das NucleoCounter®-System eine zuverlässige Wahl für die Herstellung adoptiver CAR-T Zellen.

Überwachen Sie den Prozess bei jedem Schritt

Zellzählung bei jedem Schritt der Herstellung von CAR-T-Zellen.

Mit dem NucleoCounter® NC-202™ sind Sie in der Lage, jeden Zellzählschritt des CAR-T und CAR-NK Zellherstellungsprozesses unter GMP kontinuierlich zu beobachten. Das Gerät ermöglicht eine einfache Überwachung der Aufreinigung, Expansion und Formulierung von CAR-T-Zellen und gewährleistet dabei präzise und zuverlässige Ergebnisse.

Die Gesamtzellzahl und die Anzahl der Totzellen werden mit Hilfe der Via2-Cassette™ bestimmt. Die Analyse schließt Zellfragmente und Artefakte wie Mizellen sowie nicht kernhaltige Ereignisse wie Thrombozyten und Erythrozyten aus und liefert so ein sehr genaues Ergebnis. Die Via2-Cassette™ ist mit AO und DAPI vorgeladen, wodurch Probleme vermieden werden, die zu erheblichen Ungenauigkeiten bei der Verwendung von hellfeldbasierten Zellzählungen führen.

Bei der Isolierung von T- und NK-Zellen können magnetische Beads verwendet werden. Diese Beads haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Zellzählung mit dem NucleoCounter® NC-202™. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der NC-202™ für jeden Schritt des Zellherstellungsprozesses verwendet werden kann.

Überragende Datenverwaltung und -darstellung

Die NC-View™-Software ermöglicht dem Benutzer eine komfortable Ansicht des Fluoreszenzdatenbildes sowie eine tiefergehende visuelle Analyse dieser Daten.

Im Viewer können Sie einzelne LED-Kanäle ein—und ausschalten, um Zellen zu inspizieren- alle Zellen werden im grünen Kanal erfasst, tote Zellen im blauen Kanal, und beide sind in der zusammengeführten Ansicht zu sehen.

Sie können lebende und tote Zellen noch anschaulicher darstellen, die zur einfachen Zellverifizierung gelb bzw. rot eingekreist sind.

Zellzählungsdaten, die in der NC-View™-Software angezeigt werden. Lebende Zellen sind grün und tote Zellen sind blau.

NucleoCounter® NC-202 ™ ist vorkalibriert und GMP-fähig

Der Erfolg der klinischen CAR-T- und CAR-NK-Studien hängt von der Entwicklung der GMP-Herstellung von CAR-T- und CAR-NK-Zellen in klinischer Qualität ab, um diese Therapie sicher zu kommerzialisieren. Der NucleoCounter® NC-202™ kann mühelos in GMP- und 21 CFR Part 11-konforme Labore integriert werden.

Die eingebauten Programme für IQ/OQ/PQ gewährleisten einen kontrollierten, gleichmäßigen Betrieb. Standardisierte PDF-Berichte, Benutzersteuerung und Prüfpfade ermöglichen eine angemessene Dokumentation der Nutzung. Mit der Via2-Cassette™ werden die Variabilitäten, die normalerweise beim Pipettieren, Färben und Zählen auftreten, minimiert, was die Robustheit beim Zählen erhöht und ein hochpräzises Ergebnis liefert.

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Verweise

  1. W Glienke, R Esser, C Priesner et al.: Advantages and applications of CAR-expressing natural killer cells. Front Pharmacol. 2015; 6: 21.