Advanced Process Development in Gene and Cell Therapies

QC 2025-02-19

Abstract

Det pågår just nu ett paradigmskifte i behandlingen av många genetiska och

förvärvade sjukdomar. I centrum för denna förändring står gen- och cellterapier.

Dessa terapier har potential att bota många tillstånd som tidigare hade en dålig

prognos. Dessa livsförändrande terapier använder komplexa biologiska

modaliteter för att rikta sig mot underliggande sjukdomsmekanismer, vilket

möjliggör mer precisa och effektiva behandlingar. Komplexiteten hos dessa

produkter utgör dock en barriär för deras breda tillgänglighet, delvis på grund av

de höga tillverkningskostnaderna.

Genterapier använder kraftigt modifierade virus, så kallade virala vektorer,

för att införa genetiskt material i en patients celler och därmed återställa normal

funktion. Den mest använda virala vektorn i genterapi är baserad på

adenoassocierat virus (AAV). För närvarande är produktionen en stor flaskhals för

AAV-baserade terapier. De höga tillverkningskostnaderna påverkar inte bara

dessa behandlingars tillgänglighet, utan den begränsade produktionskapaciteten

minskar också tillgången.

Cellterapi är en bred kategori av innovativa behandlingar där celler används

som den terapeutiska substansen. En underkategori inom cellterapi är

immuncellterapi, där celler från kroppens immunsystem används för att bekämpa

en rad olika tillstånd, såsom cancer. En lovande kandidat inom immuncellterapi är

så kallade natural killer-celler (NK-celler). Dessa celler kan mycket effektivt

känna igen och eliminera tumörceller, vilket gör dem till ett värdefullt verktyg

inom cancerimmunterapi. Precis som för AAV-baserade terapier begränsar dock

produktionen tillgängligheten av och tillgången på dessa livsförändrande

behandlingar.

Syftet med denna avhandling är att undersöka dessa

produktionsbegränsningar och föreslå potentiella lösningar för att övervinna dem.

Den första delen undersöker metoder för att förbättra skalbarheten och

effektiviteten hos rekombinanta AAV (rAAV)-vektorer genom teknikerna för

kontinuerlig produktion och intensifiering. Kontinuerlig produktion kan vara

särskilt väl lämpad för produktionen av rAAV på grund av utmaningar vid

uppskalning. Intensifiering erbjuder en intressant parallell metod för att öka

effektiviteten i rAAV-tillverkning genom att producera mer i samma volym. I

artikel I och II utvecklas proof-of-concept-system som möjliggör en flera gånger

större rAAV-produktion.

Den andra delen av denna avhandling fokuserarfokuserade på användningen

av så kallad singelcellstranskriptomik för att studera processer inom rAAV- och

NK-cellsproduktion. Singelcells-RNA-sekvensering (scRNA-seq) är ett avancerat verktyg

som ger en enorm mängd data och kan användas för att få djup insikt i

produktionsprocesser. Tidigare har detta verktyg använts i begränsad omfattning

inom processutveckling, men resultaten från artikelartiklarna III och IV visar att

det kan vara mycket effektivt i detta sammanhang. Artikel III belyser ett fenomen

inom rAAV-produktion som begränsar produktionseffektiviteten. Här föreslås

strategier som potentiellt kan göra produktionskapaciteten 40 gånger större.

Artikel IV studerarstuderade variabiliteten i en produktionssprocess för NK-celler.

Nyckelparametrar identifieras som har potential att förutsäga

tillverkningsprocessens prestanda flera veckor i förväg. Dessa nyckelparametrar

skulle dessutom kunna justeras för att förbättra produktionsprocessen.

Denna avhandling berör en rad ämnen inom gen- och cellterapifältet, från

adherent cellodling till singelcellstranskriptomik. Den täcker aspekter av

processutveckling för både gen- och cellterapier, presenterarpresenterat strategier

för mångdubbel förbättring av nuvarande rAAV-tillverkningssystem, belyser ett

fenomen som begränsar ytterligare framsteg inom rAAV-produktion och föreslår

nyckelparametrar som kan användas för att övervaka och potentiellt förbättra

prestandan för produktionen av NK-celler.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-360154