Za paciente, ki prestanejo življenjsko pomembno presaditev organa, je pot okrevanja pogosto podobna občutljivemu iskanju ravnotežja. Medtem ko nov organ pomeni drugo priložnost, zdravila, ki preprečujejo zavrnitev presadka, hkrati oslabijo imunski sistem, zaradi česar so pacienti bolj dovzetni za nevarne virusne okužbe, kot je citomegalovirus (CMV).
V najnovejšem CTGCT Science Talks je doktorska raziskovalka Claudia Beltran Mestres iz Berlin Center for Advanced Therapies (Charité – Universitätsmedizin Berlin) predstavila svoje delo o tem, kako lahko avtomatizacija pomaga pri izdelavi »živih zdravil«, ki ščitijo te ranljive paciente.
Izziv: boj proti virusom, ko je obramba oslabljena – in kako ga avtomatizirati
Po presaditvi lahko virusi, ki bi jih zdravo telo zlahka obvladalo, kot so CMV, influenca ali adenovirus, postanejo življenjsko ogrožajoči. Čeprav obstajajo protivirusna zdravila, jih pogosto spremljajo neprijetni stranski učinki.
Alternativa? T-celična terapija, specifična za viruse. Pri tem postopku se bolniku odvzame kri, iz nje izolira naravne T-celice, ki se borijo proti virusom, nato pa se jih v laboratoriju »natrenira«, da se namnožijo, in se jih ponovno vbrizga bolniku. Gre za način, kako telesu vrnemo specializirano obrambno enoto.
Tradicionalno znanstveniki te celice gojijo v standardni laboratorijski opremi, imenovani 24-jamične plošče (24-well plates). Vendar gre za zelo ročen, »hands-on« proces, ki od raziskovalcev zahteva, da vsakih dva do tri dni menjajo tekočo »hrano« (gojišče oziroma medij) za celice. Claudijina raziskava se osredotoča na prenos tega procesa v avtomatizirane, GMP-skladne bioreaktorje, imenovane sistem G-Rex.
Sistem G-Rex v primerjavi z ročnimi ploščami bistveno izboljša proizvodnjo T-celic, saj poveča učinkovitost, obseg in varnost. Njegova zasnova omogoča, da celice ostanejo zdrave sedem do deset dni brez ene same menjave medija, hkrati pa se doseže bistveno večji skupni »izplen« oziroma število T-celic. Poleg tega bioreaktorji delujejo kot »zaprt sistem«, kar zmanjšuje tveganje za kontaminacijo ter zagotavlja varnejši in zanesljivejši proces, idealen za klinično uporabo.
Boljše, močnejše T-celice – in zakaj je to pomembno
Raziskava kaže, da avtomatizacija ne poveča le količine T-celic, temveč tudi bistveno izboljša njihovo biološko »kondicijo«. Z opazovanjem specifičnih markerjev je Claudia ugotovila, da so celice iz avtomatiziranega bioreaktorja kazale nižje ravni kazalcev izčrpanosti, kot je protein PD-1, ki pogosto deluje kot biološka zavora imunskega delovanja. To pomeni, da T-celice ostanejo v bolj spočitem in budnem stanju, pripravljene na odziv na grožnje. Ključno pa je, da to izboljšanje ne zmanjša njihove primarne naloge: dokazano je bilo, da so te celice enako učinkovite pri prepoznavanju in uničevanju virusnih tarč kot tiste, gojene s tradicionalnimi, ročnimi metodami.
Za to boljšo učinkovitost je pomemben tudi učinkovitejši presnovni »motor«, ki so ga prepoznali s pomočjo metabolomike. Z analizo kemijskih sledi znotraj celic je Claudia ugotovila, da okolje bioreaktorja optimizira TCA oziroma Krebsov cikel – osrednje zaporedje kemijskih reakcij, ki ustvarja celično energijo. To T-celicam omogoča učinkovitejše upravljanje energijskih virov ter jim zagotavlja vzdržljivost in »gorivo«, potrebno za preživetje in boj proti okužbam po vnosu v pacientovo telo.
Cilj projekta TreaT je, da te napredne terapije postanejo hitrejše, cenejše in bolj konsistentne. Z avtomatizacijo proizvodnega procesa bodo raziskovalci lahko te življenjsko pomembne terapije učinkoviteje prenesli iz specializiranih laboratorijev v bolnišnice, s čimer bi več presajenim pacientom pomagali povrniti zdravje brez izključnega zanašanja na intenzivno medikamentozno terapijo.
Na koncu se iskreno zahvaljujemo Claudii Beltran Mestres za njeno poglobljeno predstavitev ter dr. Leili Amini za neprecenljivo sodelovanje pri tej raziskavi in projektu CTGCT. Claudia je trenutno doktorska študentka tretjega letnika v raziskovalni skupini dr. Leile Amini na BeCAT. Z močno osnovo biomedicinskih znanosti z Univerze v Gironi ter naprednim izobraževanjem iz imunologije na Univerzi v Barceloni je Claudia predana premoščanju vrzeli med laboratorijskimi raziskavami in kliničnim zdravljenjem.