Машина может быстро производить необходимые для лечения рака клетки

Биореактор размером с мини-холодильник, разработанный учеными Университета штата Вашингтон, способен производить лейкоциты, уничтожающие рак, со скоростью 95% от максимальной скорости роста - примерно на 30% быстрее, чем существующие технологии.

Новый инструмент для быстрого выращивания белых кровяных телец, уничтожающих раковые опухоли, может расширить возможности иммунотерапии — перспективного метода лечения, использующего силу иммунного ответа организма для борьбы с раковыми клетками.

Исследователи Университета штата Вашингтон разработали биореактор размером с мини-холодильник, способный производить клетки, называемые Т-клетками, со скоростью 95% от максимальной скорости роста — примерно на 30% быстрее, чем существующие технологии. О своей работе исследователи сообщают в журнале Biotechnology Progress. Они разработали эту систему на основе Т-клеток крупного рогатого скота, созданных соавтором Биллом Дэвисом из Ветеринарного колледжа ВГУ, и предполагают, что она будет работать аналогичным образом и с человеческими клетками.

В 2022 году в разработке находилось более 1400 различных видов терапии с использованием Т-клеток, и семь из них были одобрены FDA для лечения различных видов рака. Однако применение терапии, называемой химерными антигенными рецепторами Т-клеток (CAR-T), ограничено из-за стоимости и времени, необходимого для выращивания Т-клеток. Для каждой инфузии раковому больному требуется до 250 млн. клеток.

«Спрос на производство этого растущего числа терапий не удовлетворяется, поэтому существует пробел, который необходимо заполнить с точки зрения решений в области биопроизводства», — говорит первый автор работы Китана Кайфанлиам, постдокторский исследователь из Школы химической инженерии и биоинженерии ВГУ имени Джина и Линды Войланд (Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering). «В конце концов, их необходимо расширить, чтобы ими могло пользоваться большее число людей».

В биореакторе используется центробежная сила, воздействующая на растущие клетки, которые находятся во взвешенном состоянии в виде плотного облака и постоянно омываются поступающим потоком среды, содержащей питательные вещества. Создание прототипа стало результатом четырех десятилетий исследований по разработке центробежного биореактора для быстрого уплотнения и разрастания клеток, которые проводились под руководством профессора химического машиностроения Берни Ван Ви, советника Кайфанлиама и соавтора статьи.

Последний прототип также находится в стерильном шкафу.

«Он действует как шкаф биобезопасности. Его можно использовать в условиях, когда чистые производственные помещения недоступны или малодоступны, что позволяет демократизировать клеточную терапию», — сказал Кайфанлиам.

Исследователи работают над усовершенствованием биореактора. Они надеются добавить несколько камер и рассчитывают, что в конечном итоге смогут производить достаточное количество клеток за три дня для трех доз терапии. Они также планируют начать испытания на человеческих Т-клетках и уже начали общаться с исследователями рака по поводу бета-тестирования в Онкологическом центре Фреда Хатчинсона. Кайфанлиам и его соавтор Бренден Фрейзер-Хевлин также основали компанию Ananta Technologies Inc. с целью последующего производства и продажи технологии.

«Я осознал потенциал, который этот биореактор может привнести в клеточную терапию и производство этих препаратов, и мне не хотелось, чтобы он застрял в академической лаборатории», — сказал Кайфанлиам. «Я очень надеюсь, что наличие новых технологий, которые помогут в производстве, снизит финансовый барьер для этих жизненно важных методов лечения».

Kitana M. Kaiphanliam, Brenden Fraser-Hevlin, Eric S. Barrow, William C. Davis, Bernard J.. Development of a centrifugal bioreactor for rapid expansion of CD8 cytotoxic T cells for use in cancer immunotherapy. September 2023 https://doi.org/10.1002/btpr.3388