Założona w tym celu spółka AKRIMTECH sp. z o.o. podejmuje działania, mające na celu budowę prototypów, które będą testowane przez trzy kliniki w Polsce. Wyniki badań potwierdzą, czy uda się dokonać znacznego postępu w zwiększeniu dostępności do leczenia z wykorzystaniem komórek macierzystych, ale również zmniejszeniu kosztów takich zabiegów i skróceniu czasu oczekiwania.
Jak to działa?
Bioreaktor będzie sterowanym automatycznie obiegiem zamkniętym, w którym odbędzie się namnażanie komórek macierzystych w jednorazowych wkładach, a dzięki stałości warunków (automatyczna kontrola parametrów takich jak np.: temperatura, pH, stężenie CO2, stężenie glukozy, kwasu mlekowego) skróci się czas namnażania do pożądanej jakości preparatu.
Zaawansowany bioreaktor do celów badawczych i produkcyjnych wyposażony będzie w powierzchnie hodowlane jednorazowego użytku wytworzone w technologii druku 3D, dzięki czemu wyeliminowana zostanie konieczność mycia i sterylizacji naczyń, jak dzieje się przy standardowych metodach hodowli.
Obecnie komórki macierzyste najczęściej hodowane są w sterylnych, jednorazowych naczyniach hodowlanych (butelkach wykonanych z polistyrenu), w których oczekują na wydanie w postaci preparatu leczniczego. Proces ten jest czasochłonny oraz materiałochłonny.
W związku z powyższym wyzwanie technologiczne polegające na konstrukcji biorekatora, podnoszące konkurencyjność procesu, polega na:
- skróceniu procesu namnażania – komórki macierzyste zaczynają być niestabilne po ok. 14 dniach, więc dla zachowania ich najlepszych właściwości konieczne jest poszukiwanie rozwiązań skracających proces namnażania, a co za tym idzie obniżających pracochłonność i materiałochłonność produkcji,
- minimalizowaniu ryzyka zanieczyszczenia preparatu komórek macierzystych, by nie obniżać jego jakości i nie powodować zniszczenia w efekcie zabrudzenia,
- automatyzacji procesu, pozwalającej na lepsze sterowanie warunkami hodowli w zakresie temperatury i panującej atmosfery.
Zalety rozwiązania
Wedle obecnego stanu techniki, stosowane technologie namnażania obejmują cieplarki i laminarki, których wykorzystanie w procesie produkcyjnym jest obarczone wskazanymi wyżej ryzykami.
Zastosowanie bioreaktora spowoduje:
- wzrost wydajności namnażania oraz bezpieczeństwa bakteriologicznego,
- zmniejszenie pracochłonności i materiałochłonności procesu hodowli, a tym samym redukcję kosztów w odniesieniu do obecnie stosowanej technologii.
Aktualnie nie stosuje się bioreaktorów do namnażania komórek macierzystych używanych w leczeniu chorób u ludzi, a dzięki rozwojowi tej technologii może nastąpić prawdziwy przełom w rozwoju medycyny spersonalizowanej, której celem jest dostosowanie decyzji medycznych, działań i leczenia do poszczególnych pacjentów.
Szerokie zastosowanie terapii z wykorzystaniem komórek macierzystych
Podstawową zaletą komórek macierzystych, a dokładnie mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC, ang. mesenchymal stem cells) jest zdolność do różnicowania się w kierunku tkanki kostnej, chrzęstnej, tłuszczowej, tkanki łącznej wielu narządów, a także podścieliska szpiku dla komórek krwiotwórczych. To sprawia, ze preparat z MSC można dzisiaj stosować w chorobach lub ich stadiach, dla których współcześnie nie istnieją inne sposoby leczenia bądź są one nieskuteczne, zwłaszcza w chorobach autoimmunologicznych. Przykładami takich schorzeń są m.in. stwardnienie rozsiane, niespecyficzne zapalenia jelit a przede wszystkim białaczki i chłoniaki, w sumie jest to ok. 80 różnych chorób.
Obecnie komórki macierzyste wykorzystuje się przede wszystkim w terapii chorób układu krwiotwórczego i chłonnego (m.in. białaczki, chłoniaki). Współczynnik zachorowań wynosił w 2015 roku w Polsce 17/100 tyś. mieszkańców (dwukrotny wzrost od 1990 roku). Ryzyko zachorowania rośnie wraz z wiekiem – u dzieci wynosi ok. 6/100 tyś. Drugim obszarem zastosowań komórek macierzystych jest medycyna regeneracyjna, gdzie w ramach terapii eksperymentalnych i badań klinicznych leczeni są pacjenci cierpiący na różne inne nieuleczalne choroby, głównie z obszaru neurologii: mózgowe porażenie dziecięce, autyzm stwardnienie rozsiane czy stwardnienie zanikowe boczne.
We wszystkich tych schorzeniach wykorzystuje się komórki, które mogą być pozyskiwane z tkanek pochodzenia płodowego (sznur pępowinowy, krew pępowinowa i łożysko) oraz szeregu lokalizacji w organizmie dorosłym, z których największe praktyczne znaczenie mają szpik kostny i tkanka tłuszczowa. Warto dodać, że pożądane efekty można osiągnąć tylko dysponując odpowiednio dużą liczbą tych komórek. Sposobem jest zwielokrotnienie posiadanych komórek przy użyciu technologii namnażania. Te technologie są w fazie zaawansowanych badań klinicznych, a ich pierwsze wyniki są pozytywne, co daje nadzieję, że w najbliższych latach będzie można wykorzystywać komórki macierzyste na szeroką skalę.
W ostatnich latach na popularności zyskują Banki Komórek Macierzystych, w których przez wiele lat można przechowywać pobraną podczas porodu krew pępowinową. Przewagą komórek z krwi pępowinowej jest ich wiek, bowiem nie niosą one w sobie „historii” chorób i mutacji, a więc zawsze będą najmłodszymi komórkami, które można pozyskać do terapii. Co ciekawe, w praktyce potwierdzono, że najstarsze komórki (zamrożone w połowie lat osiemdziesiątych do temperatury -190oC) odmrożone po blisko 24 latach zachowywały się identycznie jak przed zamrożeniem co oznacza, że były żywe i nadawały się do przeszczepu.
Średnia objętości pozyskiwanej krwi pępowinowej to ok. 75 mililitrów. Jednak to nie objętość jest najważniejsza, a liczba komórek, która się w niej znajduje, zwykle jest to pomiędzy 800 milionów, a miliardem komórek w porcji. Liczba komórek ma znaczenie w przypadku przeszczepień (w hematoonkologii), gdzie przyjętą dawką jest 20-25 mln komórek na kilogram masy ciała. Stąd przeciętna porcja krwi pępowinowej „wystarcza” dla 40-50 kg biorcy. Często, jeśli pacjentem jest osoba dorosła, taka liczba komórek nie jest wystarczająca i wtedy zachodzi konieczność ich namnożenia.
Miejmy nadzieję, że już niebawem będziemy mieli dostęp do nowoczesnych i w pełni bezpiecznych metod leczenia chorób z wykorzystaniem komórek macierzystych, bowiem ich lista rośnie z roku na rok.
