Het wonder en het doolhof van de productie
Cel- en gentherapieën (CGT’s) vormen een van de grootste medische doorbraken van onze tijd en bieden hoop bij voorheen onbehandelbare ziekten. Deze behandelingen, die op maat worden gemaakt uit de eigen cellen van de patiënt, zijn ronduit wonderbaarlijk. Maar achter deze belofte schuilt een enorme en vaak verborgen uitdaging op het gebied van productie. De ontwikkeling van deze gepersonaliseerde geneesmiddelen is complex, duur, uiterst gevoelig en gaat gepaard met een voortdurend risico op besmetting. Inzicht in deze realiteit is essentieel voor iedereen die betrokken is bij de ontwikkeling, opschaling of commercialisering van CGT. Wat is er dus nodig om dit proces tot stand te brengen, en hoe lossen wetenschappers een productie-puzzel op die ooit bijna onmogelijk leek?
De paradox van ‘één patiënt, één batch’
De meest geavanceerde autologe therapieën, zoals CAR-T-celtherapie tegen kanker, zijn gebaseerd op zeer gepersonaliseerde benaderingen die op elke patiënt afzonderlijk zijn afgestemd. De productie volgt het principe van „één patiënt, één batch“, wat betekent dat de volledige productielijn vaak aan één enkele persoon is gewijd. Daardoor kan het proces een vloeistoftraject vereisen dat volledig voor eenmalig gebruik is bedoeld en soms zelfs een speciale fermentor voor één enkele behandelingscyclus. Omdat het hier om levende geneesmiddelen gaat, zijn ze uiterst gevoelig; de cellen kunnen worden beschadigd of onwerkzaam worden gemaakt door fysieke belasting van apparatuur of omgevingsverontreiniging, waardoor het behoud van de levensvatbaarheid van de cellen van het grootste belang is.
Dit leidt tot een paradox. Aangezien de gemiddelde ontwikkelingskosten voor een nieuwe therapie 1,3miljard dollarbedragen¹en individuele CAR-T-behandelingen meer dan 450.000 dollar perpatiënt kosten², is er een enorme druk om de productiekosten te verlagen. Tegelijkertijd is echter elke milliliter van het product van onschatbare waarde, mogelijk duizenden dollars waard, wat een robuuste en kostbare productieaanpak vereist. De grootste uitdaging is het waarborgen van absolute bescherming tegen productverlies en verontreiniging in een volledig op maat gemaakt proces waarin geen ruimte is voor fouten.
Gevoeligheid, risicobeheer en kostenoverwegingen
De oplossing voor veel van de uitdagingen op het gebied van veiligheid en snelheid bij de productie van CGT ligt in Single-Use Systems (SUS’en). Deze vooraf gesteriliseerde wegwerpsystemen, die alles omvatten van slangen tot koppelingen en zakken, vervangen de traditionele, herbruikbare roestvrijstalen apparatuur.
Deze aanpak maakt de moeizame, tijdrovende en dure „clean-in-place“ (CIP) en „sterilize-in-place“ (SIP) processen die bij stalen apparatuur vereist zijn, overbodig. Door simpelweg het gehele vloeistoftraject voor de batch van elke patiënt te verwijderen en te vervangen, kunnen fabrikanten het risico op kruisbesmetting drastisch verminderen en de omschakeling van het ene product naar het andere versnellen. Naast veiligheid en snelheid bieden SUS'en ook meer flexibiliteit en modulariteit. Hierdoor kunnen faciliteiten die meerdere producten vervaardigen, zoals Contract Development and Manufacturing Organizations (CDMO's), productielijnen aanpassen voor verschillende therapieën en kunnen fabrikanten opschalen van kleine klinische batches naar grotere commerciële volumes zonder de hele faciliteit opnieuw te hoeven ontwerpen.
Bij systemen voor eenmalig gebruik is het mogelijk om alle onderdelen die bij een batch horen te verwijderen en te vervangen door een nieuw, vooraf gevalideerd systeem.
Modulaire en aanpasbare operationele flexibiliteit met een snelle marktintroductie
Hoewel traditionele roestvrijstalen systemen zijn ontworpen voor grootschalige productiecampagnes met één enkel product, zijn ze vaak te star voor de dynamische behoeften van de CGT-productie. Technologieën voor eenmalig gebruik bieden een veel flexibelere, aanpasbaardere en efficiëntere aanpak.
Deze flexibiliteit is met name van cruciaal belang voor Contract Development and Manufacturing Organizations (CDMO’s), die met behulp van een gedeelde infrastructuur diverse therapieën moeten ondersteunen, variërend van autologe tot allogene therapieën en virale vectoren. In plaats van uitsluitend te vertrouwen op ‘scale-up’ (het vergroten van de tankinhoud), stelt SUS faciliteiten in staat om ‘scale-out’ toe te passen door simpelweg meer units toe te voegen – een strategie die de kapitaalinvestering vermindert en de productiecapaciteit rechtstreeks afstemt op de vraag van patiënten.
Gesloten systemen als onderdeel van een bredere beheersstrategie
Apparaten zoals CellSHIELD® van EQUASHIELD zijn ontworpen om de principes van gesloten systemen bij de productie van celgebaseerde therapieën (CGT) te ondersteunen. Bij gebruik in geschikte toepassingen, zoals celbemonstering, luchtverwijdering, celoverdracht en meer, helpen ze het aantal stappen waarbij de verpakking wordt geopend te verminderen en dragen ze bij aan de doelstellingen op het gebied van procesbeheersing. Zoals bij elk productieonderdeel zijn de prestaties en geschiktheid afhankelijk van het specifieke proces, de implementatie en de regelgevende context. DeCellSHIELD®-productlijnbestaat uit volledig gesloten, steriele en wegwerpapparaten die de steriliteit tijdens het gehele productieproces van cel- en gentherapie waarborgen en verschillende unieke voordelen bieden. Het voorkomt het binnendringen van micro-organismen, handhaaft de bioveiligheid en beschermt zowel de patiënt als de media. Het is bovendien ontworpen voor intuïtief gebruik, waarvoor minimale training vereist is, wat het risico op fouten vermindert en de werkzaamheden versnelt. Het belangrijkste voordeel is echter de vrijwel volledige preventie van productverlies.
Een toonaangevende CDMO op het gebied van celtherapie vertelde: „We zien zo’n gering volumeverlies bij CellSHIELD® dat er, zodra we zijn overgestapt, eigenlijk geen vergelijking meer mogelijk is. Er is nauwelijks tot geen volumeverlies, minder dan 0,1%”3
Van onmogelijk naar onvermijdelijk
Hoewel cel- en gentherapieën zich steeds verder ontwikkelen, hangt hun weg van het laboratorium naar de patiënt af van het overwinnen van uitdagingen op het gebied van de productie. Innovaties zoals flexibele, gesloten apparaten voor eenmalig gebruik, zoals CellSHIELD® dragen ertoe bij dat deze behandelingen veiliger, efficiënter en uiteindelijk toegankelijker worden. Naarmate deze technologieën zich verder ontwikkelen, moeten we ons afvragen: welke andere ziekten, die ooit als ongeneeslijk werden beschouwd, zullen binnenkort behandelbaar worden?
