SaxoCell: Etablierung einer Plattform für die automatisierte Herstellung allogener CAR-NK-Zelltherapeutika zur Behandlung spezifischer Krebserkrankungen (SaxoCell_CARNK4)

Abstract

Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik: Im Bereich der Zelltherapie stellen chimäre Antigenrezeptor (CAR)-tragende natürliche Killerzellen (NK-Zellen) einen innovativen Ansatz zur Behandlung myeloischer Neoplasien dar. Bisherige Entwicklungen konzentrieren sich auf die Optimierung der Herstellung dieser Zellen sowie auf Strategien zur Verbesserung ihrer Effektivität, beispielsweise durch duales Targeting, verschiedene Gentransfermethoden und innovative Zellaktivierungsprozesse. Parallel dazu werden digitale, automatisierte Herstellungsverfahren getestet und implementiert. Begründung/Zielsetzung der Untersuchung: Das Projekt CAR-NK4.0 verfolgt das Ziel, eine KI-gestützte Plattform zur Herstellung von CAR-NK-Zellen zu entwickeln und einen vollautomatischen Herstellungsprozess für eine Phase-I-Studie zu etablieren. Dies soll eine standardisierte und effiziente Produktion ermöglichen und die klinische Anwendbarkeit verbessern. Darüber hinaus sollen alternative Strategien zur Erhöhung der Wirksamkeit von CAR-NK-Zellen untersucht werden. Methode: Im Rahmen des Projekts wurde ein automatisiertes Verfahren zur Herstellung von CAR-NK-Zellen entwickelt und auf der CliniMACS Prodigy® Plattform erfolgreich implementiert. Die Optimierung erfolgte durch verbesserte lentivirale Vektoren, spezifische Targeting-Ansätze und neue Gentransfermethoden. Zusätzlich wurden bi-spezifische CAR-Designs zur Behandlung von Multiplem Myelom erprobt und der Einfluss multispezifischer Innate Cell Engager (ICE®) untersucht. Die Wirksamkeit der modifizierten Zellen wurde sowohl in vitro als auch in funktionellen Tests an Tumorzelllinien geprüft. Ergebnis: Das Projekt führte zu einer erfolgreichen Implementierung der Herstellungsplattform in Leipzig. Die CAR-NK-Zellen zeigten in vitro eine vielversprechende Effektivität bei der Bekämpfung von Tumorzellen, insbesondere durch bi-spezifische Targeting-Ansätze und die Kombination mit ICE®-Molekülen. Zudem konnte eine durch AAV-Vektoren vermittelte Transgenexpression in primären NK-Zellen nachgewiesen werden, wodurch sich neue Möglichkeiten für die genetische Modifikation dieser Zellen ergaben. Die geplante klinische Phase-I/IIa-Studie wurde vorbereitet, indem Studienprotokolle erstellt und eine geeignete Infrastruktur geschaffen wurden. Schlussfolgerung/Anwendungsmöglichkeiten: Die im Projekt erzielten Ergebnisse legen den Grundstein für eine klinische Anwendung von CAR-NK-Zellen in der Behandlung myeloischer Neoplasien und Multiplen Myeloms. Die entwickelte Herstellungsplattform ermöglicht eine standardisierte und effiziente Produktion, während neue genetische Modifikationen die Effektivität der Therapie erhöhen. Die Kombination mit ICE®-Molekülen bietet zusätzliche Möglichkeiten zur Steigerung der Zytotoxizität. Mit der weiteren klinischen Erprobung könnte dieser Ansatz in Zukunft eine vielversprechende Alternative zu bestehenden Zelltherapien darstellen.

Datei-Upload durch TIB 1 Current state of science and technology: In the field of cell therapy, chimeric antigen receptor (CAR)-bearing natural killer (NK) cells represent an innovative approach to the treatment of myeloid neoplasms. Developments to date have focused on optimizing the production of these cells and on strategies to improve their effectiveness, for example through dual targeting, various gene transfer methods and innovative cell activation processes. In parallel, digital, automated manufacturing processes are being tested and implemented. 2. Justification/objective of the study: The CAR-NK4.0 project aims to develop an AI-supported platform for the production of CAR-NK cells and to establish a fully automated manufacturing process for a Phase I study. This should enable standardized and efficient production and improve clinical applicability. In addition, alternative strategies for increasing the efficacy of CAR-NK cells will be investigated. 3. Method: As part of the project, an automated process for the production of CAR-NK cells was developed and successfully implemented on the CliniMACS Prodigy® platform. Optimization was achieved through improved lentiviral vectors, specific targeting approaches and new gene transfer methods. In addition, bi-specific CAR designs were tested for the treatment of multiple myeloma and the influence of multispecific Innate Cell Engagers (ICE®) was investigated. The efficacy of the modified cells was tested both in vitro and in functional tests on tumor cell lines. 4. Result: The project led to a successful implementation of the manufacturing platform in Leipzig. The CAR-NK cells showed promising in vitro efficacy in combating tumor cells, particularly through bi-specific targeting approaches and the combination with ICE® molecules. In addition, transgene expression mediated by AAV vectors was detected in primary NK cells, opening up new possibilities for the genetic modification of these cells. The planned Phase I/IIa clinical trial was prepared by drawing up study protocols and creating a suitable infrastructure. 5 Conclusion/possible applications: The results achieved in the project lay the foundation for the clinical application of CAR-NK cells in the treatment of myeloid neoplasms and multiple myeloma. The manufacturing platform developed enables standardized and efficient production, while new genetic modifications increase the effectiveness of the therapy. The combination with ICE® molecules offers additional possibilities for increasing cytotoxicity. With further clinical testing, this approach could represent a promising alternative to existing cell therapies in the future.