S celicami do naprednega zdravljenja

Na Zavodu RS za transfuzijsko medicino (ZTM) so v letu 2014 ustanovili Oddelek za terapevt­ske storitve. Tako so slovenski pacienti dobili prvo javno ustanovo, ki deluje kot nacionalni center za napredna zdravljenja. Pravilnejši izraz bi bil center za izdelavo zdravil za napredna zdravljenja. Zdravljenje z njimi seveda izvajajo lečeči zdravniki kliničnega centra.

Zdravila za napredna zdravljenja je slovenski prevod izraza advanced therapy medicinal products (ATMPs), kot jih imenuje Evropska agencija za zdravila (EMA). Po malih molekulah (npr. aspirin ali penicilinski antibiotiki) in bioloških zdravilih (npr. inzulin ali terapevtska monoklonska protitelesa) predstavljajo ATMP naslednjo generacijo zdravil, pri katerih je glavna zdravilna učinkovina najpogosteje človeška celica. Za dosego želenega terapevtskega učinka lahko določeno vrsto celic modificiramo na najrazličnejše načine. Na primer maloštevilne vrste matičnih celic lahko v laboratoriju pomnožimo in tako okrepimo njihovo regenerativno delovanje na poškodovana tkiva. Po drugi strani lahko imunske celice, s katerimi nameravamo zdraviti rakava obolenja, primerno »inštrui­ramo« in aktiviramo ter jih na tak način »opremimo« z ustreznimi lastnostmi, da povečamo njihovo protitumorsko delovanje.



Velika obetavnost celičnih zdravil pri zdravljenju nekaterih najhujših bolezenskih stanj in poškodb je v zadnjih letih sprožila razvoj novih tehnologij, ki deloma olajšajo njihovo proizvodnjo. Na trgu so se pojavile kakovostne aparature, ki omogočajo celostno manipulacijo celic (izolacijo, aktivacijo, gojenje) v zaprtem sistemu. Vodilna na tem področju je naprava CliniMACS Prodigy nemškega proizvajalca Miltenyi Biotec. Pro­izvodnja v zaprtem sistemu močno poveča varnost končnih produktov in olajša izdelovanje zdravil za napredna zdravljenja takšnim institucijam, kot je naša.

Aparaturo Prodigy smo na Oddelku za terapevtske storitve Zavoda RS za transfuzijsko medicino dobili konec leta 2019. S tem smo občutno razširili možnosti razvoja proizvodnje celičnih terapij, ki so v slovenski medicinski praksi popolna novost.
 

Na kratko o imunskem odzivu

Odzive človeškega imunskega sistema delimo na prirojene in pridob­ljene. Prirojena imunost se sproži zelo hitro – v nekaj urah, vendar prepoznava le splošne molekulske vzorce, ki so skupni različnim mikroorganizmom. Ta »nenatančnost« je eden od razlogov, da denimo virusi uidejo tej prvi obrambi in se uspešno razmnožijo, dokler se ne aktivira pridobljena imunost ter jih v antigensko specifičnem smislu prepozna in odstrani. Tukaj igrajo ključno vlogo limfociti B in limfociti T, predvsem slednji pa so pomembni za vsebino tega prispevka. Aktivacija pridobljene imunosti sicer traja več dni, je pa rezultat toliko bolj impresiven.



Iz zelo majhnega števila limfocitov, ki prepoznajo točno določen patogen, namreč nastane cela vojska identičnih klonov, ki so pri svojem delovanju zelo učinkoviti. Izjemno pomembno je, da po končani »bitki« večina klonov sicer pomre, določeni pa ostanejo. Ti se razvijejo v t. i. spominske celice, ki imajo zelo dolgo življenjsko dobo in nas v prihodnosti varujejo pred ponovnim vdorom istega patogena. To imenujemo imunološki spomin in je osnova za delovanje cepiv, kot jih poznamo danes.
 

Dve obetavni celični imunoterapiji

Ena od obetavnih celičnih imunoterapij, ki je že na voljo za zdravljenje nekaterih ključnih virusnih okužb, je terapija z virusno specifičnimi limfociti T. V nekaterih primerih ne moremo pričakovati, da bo posameznik uspešno razvil potrebno stopnjo imunosti na določen patogen. To se pogosto dogodi pri pacientih, ki so imunsko oslabljeni in v obdobju okrevanja, kot je pogosto po transplantaciji kostnega mozga (presaditev krvotvornih matičnih celic). Takšni pacienti so zelo dovzetni za različne virusne okužbe. Zanje na Oddelku za terapevtske storitve od lani izdelujemo celično zdravilo na osnovi virusno specifičnih limfocitov T.

Za proizvodnjo zdravila potrebujemo primernega darovalca, ki mora izkazovati seropozitivnost na dotični patogen, torej dokazilo, da je bil virusu izpostavljen in da ima v krvi limfocite T, ki prepoznajo virus. Pogosto je to kar sam darovalec kostnega mozga, ki mu odvzamemo določeno število levkocitov (belih krvničk). To je mešanica vseh njegovih perifernih imunskih celic, iz katerih moramo pripraviti osamljeno populacijo oz. končni produkt. Postopek se nadaljuje na aparatu Prodigy, nato sledi prepoznava in selekcija celic, ki so se sposobne odzvati na virus­ne antigene. Končni produkt formuliramo v infuzijski vrečki in je namenjen za intravensko uporabo. Pri takšnem zdravilu obstaja zelo velika verjetnost, da pacientu z eno samo aplikacijo povrnemo dolgotrajno sposobnost obrambe pred patogenom.


 

Terapija CAR-T

Druga celična imunoterapija se imenuje CAR-T. Okrajšava CAR v kratici CAR-T pomeni chimeric antigen receptor oziroma v prevodu himerni antigenski receptor, črka T pa je kratica za limfocite T. Pomembnost te terapije je v njenem izjemnem uspehu pri nekaterih oblikah hematoloških rakov. Nekaterim bolnikom, ki bi bili sicer obsojeni na smrt, daje možnost ozdravitve.
Celično zdravilo CAR-T vsebuje genetsko modificirane limfocite T z dodatnim receptorjem CAR. To dosežemo tako, da v celice vnesemo gensko informacijo, ki nosi zapis za celoten receptor (najpogosteje s pomočjo virusnih vektorjev), ki ga celica po vnosu uspešno prepiše in izrazi na svoji površini.



Limfociti T spadajo med glavne vojščake našega imunskega sistema. S svojimi naravnimi T-celičnimi receptorji (TCR) prepoznavajo antigene in nas tako varujejo pred virusnimi in drugimi okužbami. Hitro lahko prepoznajo spremen­jene maligne celice in aktivirajo mehanizme, s katerimi okužene ali rakave celice ubijejo. Pri zdravem človeku ti procesi potekajo vsakodnevno in maligne celice nimajo možnosti za nadaljnji razvoj. Zgodi pa se, da rakave celice uidejo nadzoru imunskega sistema, in količina maligne tvorbe se nekontrolirano poveča. Takrat se možnost za uspeh imunskega sistema manjša, bolj ko bolezen napreduje.

Vsak naravni limfocit T je specifičen samo za en antigen. Povprečen človek nosi v sebi tolikšen repertoar limfocitov T, da lahko prepozna na desetine milijonov različnih antigenov. V boju imunskega sistema proti raku je torej zelo pomembno dejstvo, da je zelo majhen odstotek limfocitov T rezerviran za prepoznavo specifičnih rakavih celic. Tehnologija CAR-T omogoča, da večje število limfocitov T spremenimo tako, da vsi izražajo enak receptor CAR, specifičen za tumorski antigen. Stopnja prepoznave se s tem izjemno poveča. S tehnologijo CAR-T torej izkoriščamo naravno ubijalsko sposobnost limfocitov T, usmerimo (in aktiviramo) pa jih z dodanim receptorjem CAR.
 

Širitev uporabe terapije CAR-T

Ključ do izjemnega uspeha CAR-T pri zdravljenju nekaterih hematoloških rakov je pretežno v antigenu, proti kateremu so usmerjene te terapije. To je antigen CD19, ki je značilno izražen le na limfocitih B, tako zdravih kot malignih. Na drugih tkivih se ne izraža. Terapija CAR-T je tako agresivna, da uniči celotno populacijo limfocitov B, kar pa v praksi ne povzroča večjih težav, saj lahko zdravniki hematologi to uspešno kompenzirajo s pasivnim dodajanjem imunoglobulinov. Veliko prizadevanj je zdaj usmerjenih v iskanje ustreznih antigenov, značilnih za druge tumorje, kar bi razširilo uporabnost terapije CAR-T tudi na takšne vrste obolenj, kot so rak pljuč, rak trebušne slinavke, glioblastom in druga.



Razvoj lastne proizvodnje CAR-T in prenos v klinično prakso v Sloveniji intenzivno poteka na Oddelku za terapevtske storitve (ZTM) v sodelovanju s Kliničnim oddelkom za hematologijo (UKC Ljubljana). Novi aparati, kot je Prodigy, nam omogočajo razvoj kompleksnih proizvodnih procesov, a kljub vsemu predstavljajo le majhen del mozaika, saj so v res­nici osnovno orodje. Pravo delo in izzivi čakajo v prihodnosti, saj je proizvodnja visokokakovostnih zdravil za napredna zdravljenja dolgotrajen in verižni proces, v katerem je vsak člen (nadzor vhodnih substanc, validacija delovnih procesov, končna kontrola kakovosti in drugo) zelo pomemben za kakovost in varnost končnega produkta.

Oddelek za terapevtske storit­ve trenutno sestavlja približno 20 zaposlenih, visoko kvalificiranih strokovnjakov, ki se za izpolnjevanje teh pogojev trudimo že skoraj desetletje z intenzivnim izobraževanjem in kvalificiranjem na področjih proizvodnje zdravil za napredna zdravljenja.

———
Izr. prof. dr. Urban Švajger, mag. farm., je vodja Centra za razvoj naprednih zdravljenj na Zavodu RS za transfuzijsko medicino.