Kundengeschichte: Rettung von Zellprodukten mit geringer Viabilität

Im Dezember 2020 haben wir einen Feiertagswettbewerb durchgeführt und einige glückliche Kunden haben einen NucleoCounter® NC-202™ für ein Jahr gewonnen, um ihre Forschungsprojekte zu unterstützen. Hier treffen wir uns mit einem der Gewinner, um herauszufinden, wie sein Projekt läuft. Wir sprechen mit der Doktorandin Anqi Li vom Hudson Institute of Medical Research , die ein neues Verfahren entwickelt hat, um nicht viable Zellen zu entfernen und Produkte mit geringer Lebensfähigkeit zu retten.

Die Kluft zwischen Forschung und Entwicklung und der kommerziellen Herstellung von Zelltherapien kann manchmal wie eine unüberwindbare Kluft erscheinen. Die Herstellung von Zelltherapien muss im industriellen Maßstab robust, kosteneffizient und reproduzierbar sein, um eine ausreichende Versorgung der Patienten mit hochwertigen Produkten zu gewährleisten. Die Automatisierung spielt dabei eine entscheidende Rolle, aber automatisierte Fertigungsprozesse im kommerziellen Maßstab erfordern einen erheblichen Preisplan und Investitionen.

Daher werden Zelltherapien, die sich noch in der klinischen Erprobung befinden, oft in akademischen Umgebungen produziert. Allerdings verlassen sich akademische Labore bei der Herstellung von Zelltherapien in der Regel auf zeitaufwändige, mühsame und unzuverlässige manuelle Verfahren. Dies erschwert die Skalierung und die Bereitstellung einer konsistenten Versorgung der Patienten mit Therapien.

Überbrückung der Lücke zwischen F&E und kommerzieller Zellproduktion

Im Jahr 2016 erkannten David James und sein Team von Scinogy, einem Unternehmen, das sich auf das Scale-up der Herstellung von Zelltherapien spezialisiert hat, den Bedarf an flexiblen, kosteneffizienten Lösungen für die Herstellung kleiner Chargen, die die Lücke zwischen Forschung und Entwicklung und der kommerziellen Herstellung von Arzneimitteln für neuartige Therapien (ATMPs) schließen. Sie begannen mit der Entwicklung eines automatisierten Mehrzweckgeräts für Zellseparation, Konzentration, Waschen, Pufferaustausch und Kryokonservierung. Scinogy hat das Gerät entwickelt, um einige der komplexesten und mühsamsten manuellen Prozesse in der Zelltherapieproduktion zu eliminieren und so den Übergang von der Forschung und Entwicklung zur klinischen Produktion zu erleichtern. ^1,2

Scinogy entwickelte die ersten Prototypen ihres Geräts, das Beads zur Darstellung von Zellen verwendete. Sie erkannten jedoch bald, dass sie es an echten Zellen testen mussten, um die Prozessbedingungen zu optimieren, um maximale Effizienz zu gewährleisten und gleichzeitig Zellschäden oder -verluste zu vermeiden. Sie bildeten eine Kollaboration mit Associate Professor Rebecca Lim vom Hudson Institute und rekrutierten Anqi Li als Doktorandin, um das Gerät für die Verwendung an echten Zellen in Zusammenarbeit mit Thermo Fisher Scientific zu optimieren. Anqi hat die letzten Jahre mit der Entwicklung des Zellwaschgeräts verbracht, das nun durch Thermo Fisher Scientific erfolgreich auf den Markt gebracht wurde und den Namen Gibco™ CTS™ Rotea™ Counterflow Zentrifugensystem trägt.

Die Zellzählung war entscheidend für die Entwicklung der Gibco™ CTS™ Rotea™

Bei der Herstellung von Zelltherapien, insbesondere von autologen Therapien, ist jede Zelle kostbar. Daher war es von entscheidender Bedeutung, dass die Gibco™ CTS™ Rotea™ eine schonende Verarbeitung und eine hohe Rückgewinnung lebender Zellen gewährleistet. Anqi untersuchte die Auswirkungen von Faktoren wie Fließgeschwindigkeit, Zentrifugalkraft und Pufferdichte auf die Zellzahl und Lebensfähigkeit. ^3,4

„Als wir das Gerät entwickelten, war die Zellzahl entscheidend, um uns bei jedem Lauf über Misserfolg oder Erfolg zu informieren“, sagt Anqi. Die Zellzählung half dem Team zu verstehen, wie sich die unterschiedlichen Prozessparameter auf ihre Zellen auswirkten, sodass sie den Gibco™ CTS™ Rotea™ optimieren konnten. Doch schon bald wurde die manuelle Zellzählung zum Engpass und verlangsamte den Entwicklungsprozess. „Wir waren jedes Mal frustriert über das manuelle Zählen“, sagt Anqi. „Wir haben andere automatisierte Zellzähler ausprobiert, aber ihre Nützlichkeit war mit großen Einschränkungen verbunden.“

Das Team hörte bald vom NucleoCounter® NC-202™, unserem automatisierten Zellzähler, der in weniger als einer Minute präzise Ergebnisse liefert. Sie zögerten nicht, an unserem Wettbewerb teilzunehmen, in der Hoffnung, dass der NC-202™ ihnen eine zuverlässige Möglichkeit bieten würde, ihre Zellen zu zählen und ihre Prozessentwicklung zu verbessern. Sie gewannen und der NC-202™ wurde im Februar 2021 im Labor des Hudson Institute installiert.

Rettung von Zellprodukten mit geringer Viabilität

Das Gibco™ CTS™ Rotea™ Gegenstromzentrifugationssystem wurde im Oktober 2020 auf den Markt gebracht. Aber das Team hat das System weiter verbessert und an Möglichkeiten gearbeitet, die Herstellung von Zelltherapien im kleinen Maßstab zu verbessern.

Seit dem Gewinn des NC-202™ arbeiten sie an einem Verfahren zur Verbesserung der Zelllebensfähigkeit in ATMPs. „Die Zellviabilität ist ein wichtiges Freigabekriterium für die Zellherstellung. Wenn Sie eine Charge von Zellen mit geringer Lebensfähigkeit haben, können Sie sie einem Patienten nicht infundieren, selbst wenn Sie nach der Expansion oder Entnahme die Zielausbeute erreicht haben. Die Charge ist im Wesentlichen fehlgeschlagen“, erklärt Anqi.

Das Team hoffte, einen schnellen und kostengünstigen Weg zu finden, um diese Produkte mit geringer Lebensfähigkeit zu retten. „Wir haben ein Verfahren entwickelt, das einen zusätzlichen Schritt mit dem Gibco™ CTS™ Rotea™-System verwendet, um die toten Zellen zu entfernen und die Viabilität des Produkts zu verbessern“, sagt sie.

In dieser Studie verwendeten sie den NC-202™, um die Anzahl und Lebensfähigkeit ihrer Zellen vor und nach dem Rettungsprozess zu messen. „Der Einsatz des NC-202™ hat sich als guter Ansatz erwiesen. Mit der traditionellen Methode der Zellzählung konnten wir nicht zwischen den magnetischen Kügelchen, die wir zur Aktivierung der Zellen verwenden, und den T-Zellen selbst unterscheiden“, sagt Anqi. Der NC-202™ verwendet fluoreszierende Farbstoffe, die an Nukleinsäuren verknüpft sind, um Zellen zu erkennen und so leicht zwischen Zellen und Magnetkügelchen zu unterscheiden.

Ihre neueste Arbeit wurde im März dieses Jahres in Cytotherapy veröffentlicht, weniger als ein Jahr nach der Installation des NC-202™. In der veröffentlichten Arbeit demonstrieren sie den optimierten Rettungsvorgang. Sie berichten von einer erfolgreichen Verbesserung der Viabilität expandierter T-Zellen von 80,7 auf 94,7 % und frisch isolierter menschlicher Amnionepithelzellen von 79,2 auf 90,3 %.5 Dies sind bemerkenswerte Ergebnisse in einer Branche, in der jede Zelle zählt.

„Ein zuverlässiger automatischer Zellzähler wie der NC-202™ hat die Prozessentwicklung sicherlich viel einfacher gemacht“, sagt Anqi.

Hier klicken, um mehr über den NucleoCounter® NC-202™ zu erfahren.

Weiterführende Literatur

Blogbeitrag: Alle Ihre Fragen zur Zellzählung, Beantwortet
Mehr über das Gibso™ CTS™ Rotea™: Gibco™ CTS™ Rotea™ Gegenstromzentrifugationssystem
Mini Review: Zellzählung in GMP-Umgebungen
Produkt: NucleoCounter® NC-202™

Verweise

1. Li, A., James, D., Lim, R. (2021), The Gibco™ CTS™ Rotea™ system story—a case study of industry-academia collaboration Gene Therapy.
2. Li, A., et al. (2021) Advances in automated cell washing and concentration Cytotherapy 23(9):774-786.
3. Li A., et al. (2020) Design of Experiment (DoE) approach to identify critical parameters in a counterflow centrifugation system Cytotherapy 22(5):S151-S152.
4. Li A., et al. (2019) Evaluating automated buffer exchange protocols using Rotea™ counterflow centrifuge Cytotherapy 21(5):S40.
5. Li A., et al. (2022) Improving cell viability using counterflow centrifugal elutriation Cytotherapy.

Gibco™ CTS™ und Rotea™ sind Warenzeichen von Thermo Fisher Scientific.