Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Singapur Ulusal Üniversitesi’ndeki (NUS) araştırmacılar, genetik materyali insan bağışıklık hücrelerine etkili bir şekilde ileten ölçeklenebilir, viral olmayan bir teknoloji geliştirdiler. Nanostraw Electro-actuated Transfection (Next) adlı platform, çok çeşitli biyomolekülleri (proteinler, mRNA ve gen düzenleme araçları) yüksek verimlilik ve minimum bozulma ile bağışıklık hücrelerine yerleştirmek için minik içi boş nanoyapılar ve elektrik darbeleri kullanıyor.

NUS Tasarım ve Mühendislik Fakültesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’nden ve Sağlık İnovasyonu ve Teknolojisi Enstitüsü’nden Yardımcı Doçent Andy Tay liderliğindeki ekip, Next’in tek seferde 14 milyondan fazla bağışıklık hücresine transfekte edebildiğini, yani genetik materyali iletebildiğini gösterdi. Bu hücreler arasında, alternatif bağışıklık hücresi terapileri olarak geliştirilen gama-delta T hücreleri, T düzenleyici hücreler, dendritik hücreler, makrofajlar, doğal öldürücü hücreler ve nötrofiller gibi mühendisliği zor hücre tipleri de yer alıyor.

Next, gen iletimini daha hızlı ve daha az hasar verici hale getirir, bu da üretim maliyetlerini düşürmeye ve kanser için kimerik antijen reseptör-T (Car-t) hücre terapilerinde kullanılanlar da dahil olmak üzere tasarlanmış hücre ürünlerinin tutarlılığını iyileştirmeye yardımcı olur. Bu, şu anda yüksek maliyetler ve üretim zorlukları nedeniyle sınırlı olan gelişmiş tedavilere hasta erişimini potansiyel olarak genişletebilir.

Ekibin bulguları 5 Ocak 2025’te Biomaterials dergisinde yayımlandı. NUS Yong Loo Lin Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar da araştırma atılımına katkıda bulundu.

Kanser, her yıl yaklaşık 10 milyon cana mal olarak küresel çapta önde gelen ölüm nedenlerinden biri olmaya devam ediyor. Son zamanlarda ortaya çıkan en umut verici tedavi stratejilerinden biri, bir hastanın bağışıklık hücrelerinin kanser hücrelerini tanıması, hedeflemesi ve öldürmesi için yeniden programlanmasını içeren Car-t hücre terapisidir. Bu kişiselleştirilmiş yaklaşım, özellikle geleneksel seçenekleri tüketmiş olanlarda kan kanserlerinin tedavisinde başarılı olduğunu göstermiştir. Ancak, pahalı ve lojistik olarak karmaşık olmaya devam etmektedir.

1 Ağustos 2024’te Singapur Sağlık Bakanlığı, klinik ve maliyet açısından etkili olduğu değerlendirilen hücre, doku ve gen terapisi ürünleri (CTGTP’ler) için sübvansiyonlar sağlamaya başladı. Sübvansiyona uygun ilk CTGTP, kan kanserlerini tedavi etmek için bir tür Car-t hücre terapisi olan tisagenlecleucel olarak bilinen bir tedavidir.

“Singapur’da tek bir Car-t hücre infüzyonu yaklaşık 670.000 Singapur dolarına mal olabilir. Sübvansiyonlar mevcut olsa da, genellikle maliyetin yalnızca bir kısmını karşılarlar. Bu, talep artsa bile önemli sayıda hasta için terapiye erişimi sınırlayabilir,” dedi Yard. Doç. Tay.

Car-t üretimindeki temel engellerden biri, genetik materyalin bağışıklık hücrelerine iletilmesidir. Mevcut endüstri standardı yöntemleri arasında viral vektörler ve toplu elektroporasyon bulunur. Bir yandan, viral yaklaşımlar etkili olsa da, güvenlik, immünojenite ve rastgele gen entegrasyonu konusunda endişeler yaratır. Öte yandan, yüksek voltajlı elektrik darbelerine dayanan toplu elektroporasyon, hücrelere stres uygulayabilir ve hasar verebilir, böylece terapötik kalitelerini azaltabilir.

NUS ekibinin Next platformu bu sınırlamaların üstesinden gelir. Hücreleri, insan saçının binde birinden daha dar olan mikroskobik içi boş tüpler olan yoğun bir nanostraw ormanıyla arayüzleyerek çalışır. Hafif bir elektrik sinyali uygulandığında, nanostraw’lar hücre zarındaki geçici gözenekleri açar ve mRNA veya CRISPR/Cas9 kompleksleri gibi biyomoleküllerin doğrudan hücre sitoplazmasına girmesine izin verir.

« Next platformumuz çok çeşitli bağışıklık hücresi tiplerini işleyebilir. Bu, hücre terapisi alanının geleneksel Car-t yaklaşımlarının ötesine geçerek diğer hücre tiplerini de kapsayacak şekilde genişlemesi nedeniyle özellikle zamanında bir durumdur, » diyor makalenin ilk yazarı ve NUS’ta Yardımcı Doçent Tay tarafından denetlenen bir doktora öğrencisi olan Arun Kumar.

Kumar, « Gen dağıtımını bir yemek dağıtım hizmeti seçmek gibi düşünün. İdeal olarak hızlı, güvenilir, yiyecekleri taze tutan ve bir servet harcamayan bir hizmet istersiniz. Gen dağıtımının böyle olması gerekir : verimli, uygun maliyetli, hücreleri çok fazla strese sokmayan ve birçok farklı ‘düzene’ veya biyomoleküle uyum sağlayabilen » diye ekledi.

Klinik öncesi deneylerde Next platformu, birincil T hücrelerinde proteinler için %94’e varan ve mRNA için %80’in üzerinde transfeksiyon verimliliğine ulaşırken, çoğalma, göç ve sitokin üretimi gibi önemli biyolojik fonksiyonları korudu.

“Transfeksiyondan sonra bile bağışıklık hücrelerinin temel tümörle savaşma özelliklerini koruduğunu görmek bizi çok cesaretlendirdi. Bu, platformun etkili tedavi için gereken hem verimliliği hem de hücre kalitesini sağladığını gösteriyor,” dedi Yard. Doç. Tay.

Next platformu, şiddetli bağışıklık reaksiyonlarını tetikleme olasılığı daha düşük olan ve bazı durumlarda hastanın bağışıklık profiline uymadan işlev görebilen alternatif bağışıklık hücreleri üretebiliyor ve bu da onları « hazır » allojenik tedaviler için uygun hale getiriyor.

Ayrıca, platformun yüksek verimli yapısı, hücre terapisi üretiminin ölçek ve maliyet darboğazlarını ele almak üzere tasarlanmıştır. NUS araştırmacılarının platformun çok kuyulu versiyonu, tek bir çalışmada 14 milyondan fazla hücreyi transfekte edebilir ve bu sayede farklı genetik kargoların çeşitli donörlerden gelen birden fazla bağışıklık hücresi tipine eş zamanlı olarak iletilmesini sağlayarak üretim süresini kısaltabilir.

Klinik çeviriye doğru çalışan ekibin bir sonraki adımı, insan denemelerine geçmeden önce teknolojiyi klinik öncesi çalışmalarda doğrulamaktır. Ayrıca, sistemin mevcut hücre terapisi üretim iş akışlarına nasıl entegre edilebileceğini keşfetmek için endüstri ortaklarıyla birlikte çalışıyorlar ve platformu gerçek dünyadaki ticari ortamlarda test etmek için aktif olarak fırsatlar arıyorlar.

Yazar: Bassma Bouanani

Kaynakça:https://www.lab-worldwide.com/scalable-technology-efficiently-delivers-genetic-material-into-human-immune-cells-a-6460e2406f16633a8515d5a54a37865b/?cflt=rel