Les chercheurs ont développé une nouvelle méthode capable de produire des doses cliniques de cellules T autologues viables du récepteur d’antigène chimérique (CAR) dans une très petite puce microfluidique automatisée en système fermé, approximativement de la taille d’un paquet de cartes.

L’équipe d’analyse critique du groupe de recherche interdisciplinaire sur la fabrication de médicaments personnalisés (CAMP) de l’Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (SMART), un institut de recherche affilié au MIT à Singapour, a collaboré avec des chercheurs de la Duke University School of Medicine-National Université de Singapour (Duc). -NUS), l’Institut de biologie moléculaire et cellulaire (IMCB) de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche (A*STAR), le KK Women’s and Children’s Hospital (KKH) et le Singapore General Hospital (SGH).

Cette méthode est la première fois qu’un réacteur microbien est utilisé dans la production de produits de thérapie cellulaire autologue. Plus précisément, la nouvelle méthode a été utilisée avec succès pour fabriquer et développer des cellules CAR-T qui sont aussi efficaces que les cellules produites à l’aide de systèmes existants dans un encombrement et une surface plus petits, et en utilisant un nombre inférieur de cellules d’ensemencement et de réactifs de fabrication de cellules.

Cela pourrait conduire à des moyens plus efficaces et plus abordables d’étendre la fabrication de thérapies cellulaires autologues, et pourrait même permettre la fabrication de cellules CAR T sur le lieu d’intervention en dehors d’un laboratoire, comme dans les hôpitaux et les services.

La fabrication d’une thérapie par cellules CAR T nécessite d’isoler, d’activer, de modifier génétiquement et de développer les propres cellules T d’un patient pour tuer les cellules cancéreuses lorsqu’elles sont réinjectées au patient.

Bien que les thérapies cellulaires aient révolutionné l’immunothérapie du cancer, certains des premiers patients recevant des thérapies cellulaires autologues étant restés en rémission pendant plus d’une décennie, le processus de fabrication des cellules CAR-T est resté incohérent, coûteux et long.

Ils peuvent être susceptibles d’être contaminés, sujets à une erreur humaine, et nécessitent la transplantation d’un nombre de cellules peu pratique pour produire des cellules CAR T à plus petite échelle. Ces défis créent des goulots d’étranglement qui limitent la disponibilité et l’abordabilité de ces traitements malgré leur efficacité.

Dans un article intitulé « Un processus de bioréacteur haute densité conçu pour la fabrication automatisée de cellules CAR T sur le lieu d’interventionPublié dans Nature du génie biomédical, les chercheurs du CAMP ont détaillé leur avancée : les cellules T primaires humaines peuvent être activées, transférées et développées à des densités élevées dans une puce microfluidique automatisée en système fermé de 2 millilitres pour produire plus de 60 millions de cellules CAR T provenant de donneurs atteints de lymphome, et plus de 200 cellules. Un million de cellules CAR T provenant de donneurs sains.

Les cellules CAR T produites à l’aide du réacteur microbien sont aussi efficaces que celles produites à l’aide de méthodes conventionnelles, mais avec une empreinte au sol et une surface plus réduites, et avec moins de ressources. Cela se traduit par une baisse du coût des produits fabriqués (COGM) et peut se traduire par une baisse des coûts pour les patients.

Avec des taux d’expansion des lymphocytes T plus élevés, un nombre total de lymphocytes T similaire peut être obtenu avec une période de culture plus courte dans le bioréacteur (sept à huit jours) que dans des plaques de culture perméables aux gaz (12 jours), raccourcissant potentiellement les temps de production de 30 à 8. jours. 40 %.

Les chercheurs ont montré que les cellules CAR T provenant du bioréacteur microfluidique et des plaques de culture perméables aux gaz ne présentaient que des différences mineures dans la qualité cellulaire. Les cellules étaient tout aussi efficaces pour tuer les cellules leucémiques lorsqu’elles ont été testées sur des souris.

« Cette nouvelle méthode indique qu’une miniaturisation significative de la production de thérapies cellulaires autologues de génération actuelle est possible, avec le potentiel d’atténuer considérablement les limites de fabrication de la thérapie cellulaire CAR T. Une telle miniaturisation jetterait les bases de la fabrication de cellules T sur le lieu d’intervention. « , a déclaré Wei-Xiang Sen, chercheur scientifique au SMART CAMP et premier auteur de l’article : « Les cellules CAR T et la réduction de l’empreinte des bonnes pratiques de fabrication (BPF) requises pour produire des thérapies cellulaires – qui est l’un des principaux moteurs de la croissance. COGM.

Il convient de noter que le microréacteur utilisé dans la recherche est un système automatisé et fermé basé sur la perfusion avec la plus petite empreinte par dose, la plus petite taille de culture et le plus petit nombre de cellules germinales, ainsi que la densité cellulaire la plus élevée et le niveau de contrôle de processus accessible. .

Ces microbioréacteurs, auparavant utilisés uniquement dans les cultures de cellules microbiennes et mammifères, ont été développés au MIT et avancés vers la production commerciale par Millipore Sigma.

Le petit nombre de cellules de départ requis, par rapport aux grandes plates-formes de fabrication automatisées existantes, signifie que de plus petites quantités de billes d’isolement, de réactifs d’activation et de vecteurs lentiviraux sont nécessaires par cycle de production.

De plus, des volumes de milieu plus petits sont nécessaires (au moins 10 fois moins que dans les systèmes de culture automatisés plus grands) en raison du très petit volume de culture (2 ml ; environ 100 fois moins que dans les systèmes de culture automatisés plus grands), ce qui contribue à des réductions significatives. le détecteur ça coûte. Cela pourrait bénéficier aux patients, en particulier aux patients pédiatriques qui ont un nombre faible ou insuffisant de cellules T pour produire des doses thérapeutiques de cellules CAR T.

« Cette avancée dans la fabrication de thérapies cellulaires pourrait à terme fournir une plate-forme au point d’intervention capable d’augmenter considérablement le nombre de créneaux de production de cellules CAR T, réduisant ainsi les temps d’attente et le coût de ces médicaments vivants – rendant la thérapie cellulaire plus accessible à tous.  » a déclaré Michael Birnbaum, co-chercheur principal de SMART CAMP, professeur agrégé de génie biologique au MIT et co-auteur de l’article :  » The Crowds « .

« L’utilisation de bioréacteurs miniatures peut également contribuer aux études d’optimisation des processus, notamment divers produits de thérapie cellulaire. »

À l’avenir, SMART CAMP développe davantage de systèmes d’échantillonnage et d’analyse techniques autour du microbioréacteur afin que la production de CAR-T puisse être réalisée en utilisant moins de main-d’œuvre et en dehors d’un environnement de laboratoire, facilitant ainsi la fabrication décentralisée de cellules CAR-T au chevet du patient.

SMART CAMP cherche également à optimiser les paramètres de processus et les conditions de culture afin d’améliorer le rendement et la qualité des cellules pour une utilisation clinique future.