Американские ученые разработали и испытали компактную полуавтоматическую систему для получения индивидуальных генно-модифицированных кроветворных клеток пациентов в условиях медицинских учреждений. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Генная терапия с использованием стволовых клеток костного мозга (CD34+) имеет большой потенциал для лечения различных заболеваний, таких как гемоглобинопатии, хронические вирусные инфекции (включая ВИЧ) и некоторые формы рака. Генетическую модификацию этих клеток проводят вне организма, чтобы исключить риск изменения других клеток. Процесс получения модифицированных кроветворных клеток проходит в несколько этапов. Сначала проводится забор образца костного мозга или лейкоферез с мобилизацией ростовым фактором. Затем полученные клетки культивируют на специально подобранной питательной среде. После этого внедряют в них трансген с помощью обезвреженного лентивируса. Модифицированные клетки очищают от остатков реагентов и других примесей и, наконец, готовят и тестируют препарат на их основе для введения пациенту. В настоящее время этот процесс в соответствии со стандартом должной производственной практики GMP проводится в условиях чистого помещения в лаборатории стоимостью в миллионы долларов, что резко снижает доступность подобной терапии.
Чтобы исключить нужду в дорогостоящем производстве, сотрудники Центра Фреда Хатчинсона по исследованию рака и Вашингтонского университета в Спокане объединили усилия с калифорнийской компанией Miltenyi Biotec. За основу компактной изолированной системы для получения модифицированных кроветворных клеток (ГМ-CD34+) был взят производимый компанией прибор CliniMACS Prodigy, предназначенный для автоматической предварительной обработки биообразца, иммуномагнитного выделения и очистки нужных клеток.
К этому устройству добавили программируемый блок для культивации клеток, введения в них трансгена, анализа полученных ГМ-CD34+ и приготовления конечного препарата для введения пациенту. Поскольку программу, необходимую в каждом конкретном случае, задает оператор, систему назвали полуавтоматической. Она занимает площадь около 0,46 квадратного метра и может быть установлена на лабораторном столе, для ее обслуживания требуется один или два оператора (для сравнения совеременное производство занимает в сто раз большую площадь и требует усилий от пяти до десяти человек). Поскольку весть производственный цикл изолирован от внешней среды, работа системы не требует стерильных условий — ее можно установить в любом медицинском центре. Процесс получения модифицированных клеток занимает от 25 до 30 часов (на современном производстве на это уходит более 80 часов).
В ходе испытаний полученные в системе человеческие клетки успешно прижились и начали функционировать в костном мозге иммунодефицитных мышей. Кроме того, приготовленные в системе собственные клетки костного мозга свинохвостых макак (Macaca nemestrina) восстановили у них кроветворение после миелоаблации (полного уничтожения кроветворных клеток химиотерапией), причем продукция всех кровяных клеток была стабильна на протяжении более чем года наблюдений.
По словам руководителя разработки Дженнифер Адэр (Jennifer Adair), стоимость системы для покупателей составит около 150 тысяч долларов. Индивидуальный набор для лечения конкретного заболевания, содержащий реагенты, питательную среду, вирусный вектор с трансгеном и стерильную емкость с инфузионной системой для конечного препарата, будет стоить примерно 26 тысяч долларов. При этом получение ГМ-CD34+ в условиях исследовательской лаборатории обходится сейчас в 38–55 тысяч долларов.
В настоящее время ни один из видов генной терапии, основанной на кроветворных клетках, не одобрен к клиническому применению. Однако тысячи пациентов с десятками врожденных, инфекционных и онкологических заболеваний, уже приняли участие в клинических экспериментах, многие из которых признаны успешными. Это позволяет ожидать внедрения подобной терапии в клиническую практику уже в ближайшие годы.
Олег Лищук
