Der erste Schritt zur Kommerzialisierung von CAR-T

Quelle: T&L Biotechnology Veröffentlichungszeitpunkt: 31.08.2023

Als neue Methode der individualisierten Tumorimmuntherapie bietet CAR-T Zelltherapie hat großes therapeutisches Potenzial gezeigt. Der kommerzielle Betrieb bringt jedoch neue Herausforderungen mit sich. Im Vergleich zu herkömmlichen Chemikalien sind „lebende“ Biopharmazeutika mit größeren Unsicherheiten, potenziellen Problemen und Risiken behaftet. Pharmaunternehmen müssen zunächst angemessene Testspezifikationen entwickeln, um die Sicherheit und Wirksamkeit von CAR-T-Produkten zu gewährleisten. Heute werfen wir einen Blick darauf, wie die Qualität von CAR-T-Produkten sichergestellt und der Patient besser davon profitiert.

1. CAR-T-Zellamulationsfähigkeit in vitro
Für die CAR-T-Zelltherapie müssen zunächst T-Lymphozyten aus dem Körper des Patienten gewonnen und anschließend mittels transgener In-vitro-Technologie gezielt CAR-Domänen transduziert werden. Dieser Prozess muss im Zellkultursystem vollständig verstärkt werden, um genügend therapeutische CAR-T-Zellen zu erhalten. Daher ist die In-vitro-Amplifikationsfähigkeit der CAR-T-Zellen entscheidend dafür, ob die für die Behandlung benötigte Zellzahl gewonnen werden kann. Die In-vitro-Amplifikationsfähigkeit von CAR-T-Zellprodukten lässt sich anhand der kumulativen Anzahl der über mehrere Kulturgenerationen gewonnenen Zellen, der Steigerung der Zellamplifikation und der zur Festlegung der Zellzahl benötigten Kulturzeit beurteilen [1]. Diese Indizes spiegeln die Proliferation und Vitalität der CAR-T-Zellen wider und sind einer der wichtigsten Leistungsindikatoren für die Entwicklung der CAR-T-Zelltechnologie.

Abb. 1: CAR-T-Zellamulationsprozess in vitro

2. Persistenz von CAR-T-Zellen in vivo
Die Überlebenszeit und Persistenz von CAR-T-Zellen nach der Infusion sind ebenfalls wichtige Funktionsindikatoren. Langlebige CAR-T-Zellen können eine nachhaltigere tumorabtötende Wirkung haben. Wir erfassen üblicherweise regelmäßig Veränderungen der Anzahl der CAR-T-Zellen im peripheren Blut mittels Durchflusszytologie, um ihre Persistenz in vivo zu bewerten. In der Regel ist sie 1–6 Monate oder länger nach der Infusion kontinuierlich nachweisbar. Der maximale Nachweis erfolgt üblicherweise 1–2 Wochen nach der Infusion. Es ist normal, dass die Anzahl der CAR-T-Zellen mit der Zeit abnimmt. Die ideale CAR-T-Zellformulierung sollte in vivo mindestens 3–6 Monate überleben, nur so kann eine zufriedenstellende therapeutische Wirkung gewährleistet werden.

Abb. 2: Persistenzbezogene Erkennung von CAR-T-Zellen in vivo

3. Tumor-Targeting-Leistung von CAR-T-Zellen
Der Schlüsselmechanismus der CAR-T-Zelltherapie besteht darin, dass modifizierte T-Lymphozyten eine hohe Affinität zur Erkennung tumoroberflächenspezifischer Antigene besitzen. Daher müssen CAR-T-Zellprodukte gezielt Tumorzellen angreifen können. Die abtötende Wirkung von CAR-T-Zellen auf Tumorzelllinien, die zielgerichtete Antigene exprimieren, lässt sich in vitro nachweisen, um deren Targeting-Leistung zu beurteilen. Darüber hinaus lässt sich die Infiltration von CAR-T-Zellen in das Tumorgewebe mittels Durchflusszytometrie im Körper des Patienten nachweisen, um zu prüfen, ob sie effizient in den Tumor eindringen und dort ihre abtötende Funktion übernehmen können [3]. Idealerweise sollten CAR-T-Zellen im Tumor stark angereichert sein.

4. Zytotoxische Aktivität von CAR-T-Zellen
Nachdem CAR-T-Zellen Tumore erkannt und aktiviert haben, setzen sie verschiedene Zytokine und zytotoxische Partikel frei, um Tumorzellen anzugreifen und abzutöten. Daher können wir die Konzentrationen von IFN-γ, TNF-α, Perforin, Granulaenzym und anderen von CAR-T-Zellen freigesetzten Molekülen bestimmen, um die zytotoxische Aktivität und den Aktivierungsstatus der Tumorabtötung zu bewerten [4]. In vitro können wir den Gehalt der oben genannten Zytokine und Toxine durch die Ko-Kultivierung von CAR-T-Zellen und Zieltumorzellen bestimmen. Das Degranulationsexperiment kann zudem intuitiv den Gehalt der von CAR-T-Zellen freigesetzten Perforin- und Granulaase-Moleküle widerspiegeln, die wichtige Indikatoren zur Bewertung der Abtötungsaktivität von CAR-T-Zellprodukten sind.

Abb. 4: Nachweis der Fähigkeit von CAR-T-Zellen, Zielzellen abzutöten

5. Gedächtnisfähigkeit von CAR-T-Zellen
Ideale CAR-T-Zellen sollten zudem über eine Gedächtnisfunktion verfügen, d. h. sie können nach wiederholter Aktivierung eine stärkere Aktivität erreichen und schneller auf Tumorsignale reagieren [5]. Wir können die Gedächtniseffekte von CAR-T-Zellen durch mehrfache Stimulation in vitro nachweisen, beispielsweise durch eine erhöhte Zytokinausschüttung und eine gesteigerte Tötungsaktivität. Nach der Infusion dieser CAR-T-Zelle mit Gedächtnisfunktion in den Körper kann sie eine länger anhaltende und stärkere Tötungswirkung auf Tumore erzielen.

Abb. 5: Nachweis der Langzeitpersistenz von CAR-T-Zellen

6. Sicherheitsbewertung der CAR-T-Zelltherapie

Das Hauptrisiko der CAR-T-Zelltherapie besteht in der Entstehung eines schweren Zytokin-Freisetzungssyndroms. Daher müssen wir die Konzentration der von CAR-T-Zellen produzierten CRS-assoziierten Zytokine wie IL-6, IL-10 und IFN-γ bestimmen und das Risiko eines CRS durch die CAR-T-Zelltherapie bewerten. Darüber hinaus müssen weitere mögliche toxische Nebenwirkungen überwacht werden.
Diese Indikatoren spiegeln die wichtigsten Eigenschaften von CAR-T-Zellen wie Proliferationsfähigkeit, Tumor-Targeting, zytotoxische Aktivität, Persistenz und Sicherheit vollständig wider. Nur CAR-T-Zellprodukte, die die oben genannten Anforderungen und Indikatoren gleichzeitig erfüllen, können in der klinischen Praxis eine echte Anti-Tumor-Wirkung entfalten. Daher ist es notwendig, ein wissenschaftlich fundiertes und sinnvolles Qualitätsbewertungssystem zu etablieren und Hindernisse für die Entwicklung gebrauchsfertiger Produkte zu beseitigen, um hochaktive und hochwertige CAR-T-Zellprodukte zu entwickeln. Nur so können langfristige Kosten gesenkt und die Behandlungswirksamkeit verbessert werden, um mehr behandlungsbedürftigen Patienten zu helfen.

Star-Produktempfehlung
Die CAR-T-Therapie ist derzeit die beliebteste Therapie und wurde als drittes CAR-T-Produkt in China zugelassen. Relevante CAR-T-Unternehmen und -Plattformen haben ihre Forschung und Entwicklung beschleunigt und sich aktiv auf eine differenzierte Entwicklung konzentriert. Neben dem Wettbewerb um die Produktsicherheit ist es für einige Unternehmen unerlässlich, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. Die inländische Substitution wird ebenfalls zum wichtigsten Weg für die industrielle Entwicklung werden. Immun Magnetische Perles sind wichtige Rohstoffe für die Herstellung von CAR-T-Zellen und spielen eine wichtige Rolle bei deren Trennung und Aktivierung. Das GMP-Produkt ActSep® CD3/CD28 Separation & Activation Magnetic Beads (Artikelnummer: GMP-TL603) von Tonglihaiyuan integriert Trennungs- und Aktivierungsfunktionen für eine effiziente Trennung, Aktivierung und Amplifikation von T-Zellen. Es eignet sich für verwandte Anwendungen mit humanen T-Zellen, CAR-T und anderen T-Zellkulturen. Darüber hinaus hat das Produkt die DMF-Typ-II-Anmeldung bei der US-amerikanischen FDA (Anmeldenummer: 038124) abgeschlossen und unterstützt damit die Registrierung und Deklaration von Zellmedikamenten.

ActSep® CD3/CD28 Trennungs- und Aktivierungsmagnetkügelchen

1. T-Zell-Erschöpfungsgrad

Die Expressionsniveaus von LAG3 und PD1 werden nach 14 Tagen T-Zell-Aktivierungskultur mit unterschiedlichen Zugabeverhältnissen magnetischer Beads ermittelt. ActSep® ist im Wesentlichen identisch mit dem von Wettbewerbern. Der Expressionsindex von ActSep® ist bei einem Verhältnis von 3:1 magnetischen Beads zu Zellen niedriger. Darüber hinaus wird durch das Entfernen der magnetischen Beads am fünften Tag der Erschöpfungsgrad der T-Zellen weiter reduziert.

2. T-Zell-Subtyp-Analyse

Erkennen Sie die Veränderungen der T-Zell-Subtypen an verschiedenen Kulturpunkten nach der Aktivierung der ActSep®-Separation. Der Tcm-Anteil nimmt während des Kultivierungsprozesses zu, und das Verhältnis von Teff zu Tem steigt mit zunehmender Kultivierungszeit.

Über T&L
T&L Biotechnology Ltd., gegründet 2011, konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung von GMP-konformen Rohstoffen und Reagenzien für die Zell- und Gentherapie (CGT). Wir verpflichten uns, zuverlässige Produkte und Dienstleistungen für die Biowissenschaften anzubieten.