集成微流控方法和细胞疗法制造业通过学术界和产业界之间的协作

癌症是一种主要的死亡原因在全世界范围内,每年有六分之一的人失去生命。血液学的恶性肿瘤特别是是英国第五大常见癌症诊断和中最常见的一个孩子。在过去的十年里,我们见证了癌症死亡率下降和改善治疗方案及其有效性。然而,疾病仍然是普遍的人群中,并将继续在一个老龄化的社会,已经不堪重负的卫生保健系统增加负担。减少的影响,需要开发有效的疗法,导致持久的反应,能迅速清除疾病,以最小的副作用。

嵌合抗原受体(汽车)T细胞是小说形式的癌症治疗,病人的免疫细胞的基因重组获得的能力摧毁肿瘤。细胞自体的方法,用于处理来自病人自己(见图1),而不是同种异体,供者细胞用于生成疗法可用于多个病人。基因改造实现使用病毒载体,提供必要的基因进入细胞,然后表达嵌合受体表面。当遇到一个肿瘤细胞表面蛋白的特点,修改汽车承认它,随后触发免疫反应导致癌细胞死亡。后第一个监管批准这种类型的治疗早在2017年,五个市场上已经可用,还有数以百计的人正在进行临床试验。商业目标癌症治疗所有的血;然而,汽车T细胞针对其他类型的肿瘤也被调查。这车的兴趣T细胞疗法的发展展示了它的潜力,使希望实施作为标准治疗。

图1所示。自体T细胞制造。
多个障碍必须克服使汽车T细胞可用于更广泛的患者人群。制造的治疗是一项复杂的任务,涉及运输病人的细胞集中处理和严格的质量控制生产设备评估,由高素质的员工。一旦发布,最终产品运回医院,治疗管理。有有限数量的大医院研究中心提供这种治疗在临床试验过程中,由于它是新颖的和高度专业化的医学,这常常导致长途运送病人的材料或最后的药物产品。此外,治疗会导致严重的副作用,这是管理的住院环境,增加了与之关联的经济负担。复杂制造业的结合,需要高素质的员工,广泛的运输物流和详细的安全要求导致了治疗费用高,最终限制了其可用性更广泛的患者人群。
自动化处理和分析设备是降低生产成本的关键,此外有潜力提高最终产品质量。介绍了半自动生物反应器在汽车T细胞生产;然而,他们仍然需要普通操作员干预。目前质量控制分别进行了;训练有素的科学家betway88体育官网进行分析化验需要通知产品特征的样品从生产环境和加工专业设备。搬到一个完全集成的生产过程、质量控制要求与生物反应器系统的自动化和集成。这也是推荐的美国食品和药物管理局(FDA)的过程分析技术(PAT)倡议。当帕特成功地实现;它能够监视产品质量以及反馈相关数据自适应过程控制。一旦达到这种程度的自动化,汽车制造业T细胞可以转移到一个分散模型,治疗是在病人的床边,改善他们的可访问性和成本。
在我作为工艺工程师在过程中开发团队在Autolus有限公司,一个细胞疗法公司努力开发血液癌症治疗,我负责汽车的开发和改进生产流程。它涉及运行多个实验理解变化的来源以及如何最小化。能够收集所有这些信息,我利用各种分析方法。这些通常是劳动密集型和涉及复杂的设备的使用。研究实验室,用复杂的方法来充分描述产品,确定其关键属性是合理的;然而,一旦翻译的制造环境中,这些方法需要更多的时间和精力将严格监管必须遵循的指导方针。这就是为什么它是至关重要的发展可靠的自动化系统,测量的关键细胞特点,然而,而无需人工干预。由于提供的慷慨资助皇家委员会1851年的展览(RC 1851),我能与一个学术中心合作来解决这些问题和实现可能的解决方案在Autolus商业相关的制造工艺有限公司
具体来说,我的项目是看的自动化测试程序,评估汽车T细胞质量。为了达到这个目标,我使用生化工程实验室伦敦大学学院(UCL),专注于发展微流控细胞培养应用程序的设备。以其专有的设计,他们已经研发出一种粘附细胞灌注系统,在线监测细胞培养的能力。通过这种合作,我可以开发必要的工程技术将细胞分析集成到芯片和一些检测方法获得可靠的结果。在Autolus获得的生物工艺经验为我提供了一个理解与汽车有关的参数T细胞生产,这将允许我开发一个设备适应该行业的需求。一些完全不同于什么是典型的以相似的领域,如生物制药(制药行业的一个分支,重点开发和制造先进的药物使用细胞等生物系统),传感器的实现已经成功地监控关键参数。能够开发有用的帕特,有必要了解产品的关键属性,定义它的质量。
汽车T细胞,细胞表面标记物表达水平对治疗的病人的疗效至关重要,因此必须加以衡量。它迄今为止通过利用标准方法采用从研究设置;然而,这些往往是复杂,人工操作,需要广泛的样本操作。这些特征不适合生产,结果需要获得一种快速、可靠、一致的方式,以确保工艺参数可以调整,以达到最优过程的结果。微流控设备的利用率的分析平台允许严格控制液体和低示例输入得到相关的结果,一个特别重要的特性在处理病人宝贵的材料在一个自体设置。此外,微流体与检测方法非常适用于集成所必需的参数量化。这部小说通过自动化分析系统,结果将更加迅速,生成过程提供更准确的信息(接近实时的),从而允许更明智的决策由运营商(最终导致改善细胞的质量文化)。它还将为未来的工作奠定基础实现算法基于数据的决策能力,以进一步制造工作流程的自动化。
自动分析装置的开发和实施汽车T细胞制造过程可能会大大改善过程的一致性,从而确保每一批产生一个高效的治疗产品。因此这个项目的一部分,持续推动自动化和过程控制,这是符合行业4.0的视力的要求。此外,它将减少需要操作员介入在样品制备,操作和结果分析,降低生产的总成本,因此使这些小说和潜在的高度有效的疗法的应用范围更加广泛。
在小说和快速变化的细胞和基因治疗等领域,需要高效的世界领先的创新者和行业之间的合作,以确保最合适的解决方案直接转化为实际应用。这个项目的实现将有效地推动相关创新汽车内T细胞处理,以确保这些疗法在癌症治疗的前沿的解决方案。工业协会授予1851 RC让我建立这种合作和领导一个项目直接相关行业的未来,同时培训博士学位资格在世界领先的学术中心。这好处我的学术实验室和工业合作伙伴因为它允许知识和思想的交换,使研究更加贴近行业的需求,并确保新的解决方案在一个商业环境的实现。它提供了机会来测试任何原型现有临床生产过程和比较它与当前的行业标准,同时利用研究设施和广博的知识在生化工程部门在伦敦大学学院。额外的资金可用于旅行和参加会议让我对网络内的领域,深化我对行业的需求的理解,并使进一步的合作。
有一件事似乎是肯定的:如果细胞和基因治疗领域成为一个标准的癌症治疗,它需要优先实施新技术在整个产品生命周期,新疗法的发展开始,到生产,到供应链和剂量。只有这样一个整体的药物发现方法和实现降低成本,将使更快的监管批准的疗法,并最终导致社会对我们提到的健康益处。与1851年工业奖学金,我既能做出贡献,并成为这个项目的一部分。