Os autores gostariam de agradecer as contribuições de vários indivíduos e organizações para este trabalho. O Laboratório de Terapia Celular e Gênica e o Laboratório de Estudos Translacionais e Correlativos da Penn forneceram assistência valiosa com o desenvolvimento de processos e preparação para submissões de IND. Melissa Varghese e Amanda DiNofia contribuíram para o processo de desenvolvimento e preparação para as submissões de IND que fundamentam este manuscrito. Este trabalho foi apoiado por uma Bolsa de Aceleração da Terapia Celular e Gênica Colaborativa do Hospital Infantil da Filadélfia. Os autores também gostariam de agradecer à Miltenyi Biotec por seu apoio técnico e de pesquisa. A Figura 1 é coberta pelos direitos autorais © 2023 Miltenyi Biotec B.V. & Co. Todos os direitos reservados.

Processador automatizado para fabricação de células CAR-T em escala clínica

<ol>
	<li>Maude, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tisagenlecleucel+in+children+and+young+adults+with+B-cell+lymphoblastic+leukemia.">Tisagenlecleucel in children and young adults with B-cell lymphoblastic leukemia.</a> New England Journal of Medicine. 378 (5), 439-448 (2018).</li><li>Shah, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bispecific+anti-CD20,+anti-CD19+CAR+T+cells+for+relapsed+B+cell+malignancies:+A+phase+1+dose+escalation+and+expansion+trial.">Bispecific anti-CD20, anti-CD19 CAR T cells for relapsed B cell malignancies: A phase 1 dose escalation and expansion trial.</a> Nature Medicine. 26 (10), 1569-1575 (2020).</li><li>Maude, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chimeric+antigen+receptor+T+cells+for+sustained+remissions+in+leukemia.">Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia.</a> New England Journal of Medicine. 371 (16), 1507-1517 (2014).</li><li>Grupp, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chimeric+antigen+receptor-modified+T+cells+for+acute+lymphoid+leukemia.">Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia.</a> New England Journal of Medicine. 368 (16), 1509-1518 (2013).</li><li>Maude, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+humanized+CD19-targeted+chimeric+antigen+receptor+(CAR)-modified+T+cells+in+children+and+young+adults+with+relapsed/refractory+acute+lymphoblastic+leukemia.">Efficacy of humanized CD19-targeted chimeric antigen receptor (CAR)-modified T cells in children and young adults with relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia.</a> Blood. 128 (22), 217 (2016).</li><li>Mock, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+manufacturing+of+CAR-T+cells+for+adoptive+immunotherapy+using+CliniMACS+Prodigy.">Automated manufacturing of CAR-T cells for adoptive immunotherapy using CliniMACS Prodigy.</a> Cytotherapy. 18 (8), 1002-1011 (2016).</li><li>Fern&#225;ndez, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GMP-compliant+manufacturing+of+NKG2D+CAR+memory+T+cells+using+CliniMACS+Prodigy.">GMP-compliant manufacturing of NKG2D CAR memory T cells using CliniMACS Prodigy.</a> Frontiers in Immunology. 10 (10), 2361 (2019).</li><li>Zhu, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closed-system+manufacturing+of+CD19+and+dual-targeted+CD20/19+chimeric+antigen+receptor+T+Cells+using+CliniMACS+Prodigy+device+at+an+academic+medical+center.">Closed-system manufacturing of CD19 and dual-targeted CD20/19 chimeric antigen receptor T Cells using CliniMACS Prodigy device at an academic medical center.</a> Cytotherapy. 20 (3), 394-406 (2018).</li><li>Zhang, W., Jordan, K. R., Schulte, B., Purev, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+clinical+grade+CD19+chimeric+antigen+receptor+T+cells+produced+using+automated+CliniMACS+prodigy+system.">Characterization of clinical grade CD19 chimeric antigen receptor T cells produced using automated CliniMACS prodigy system.</a> Drug Design, Development and Therapy. 12 (12), 3343-3356 (2018).</li><li>Abou-El-Enein, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scalable+manufacturing+of+CAR+T+cells+for+cancer+immunotherapy.">Scalable manufacturing of CAR T cells for cancer immunotherapy.</a> Blood Cancer Discovery. 2 (5), 408-422 (2021).</li><li>Miltenyi Biotec. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CliniMACS Prodigy User Manual. , (2021).</li><li>Ghassemi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+manufacturing+of+non-activated+potent+CAR+T+cells.">Rapid manufacturing of non-activated potent CAR T cells.</a> Nature Biomedical Engineering. 6 (2), 118-128 (2022).</li><li>U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemistry, manufacturing, and control (CMC) information for human gene therapy investigational new drug applications (INDs) guidance for industry. , (2020).</li><li>U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Considerations for the development of chimeric antigen receptor (CAR) T cell products draft guidance for industry. , (2022).</li></ol>

S.K., S.G. e Y.W. receberam apoio de pesquisa da Miltenyi Biotec.

A terapia com células CAR-T tem emergido como uma abordagem de tratamento promissora para células B e outras neoplasias. No entanto, os métodos tradicionais de fabricação de células CAR-T têm várias limitações, como alto custo, produção intensiva em mão-de-obra e etapas abertas que aumentam o risco de contaminação. Recentemente, várias plataformas semi-automatizadas, incluindo o Miltenyi CliniMACS Prodigy (o "processador"), surgiram para resolver essas limitações. O processo de transdução de células ...

A transferência adotiva de células T projetadas para expressar um receptor de antígeno quimérico (CAR) tem demonstrado notável eficácia no tratamento de pacientes com neoplasias malignas refratárias de células B 1,2,3,4,5. No entanto, os métodos tradicionais de fabricação de células CAR-T são trabalhosos, demorados e exigem técnicos altamente treinados para realizar etapas altamente especializadas. Por exemplo, o processo tradicional de fabricação de um produto autólogo de células CAR-T envolve centrifugação por gradiente de densidade, elutriação ou separação magnética para enriquecer células T, ativação e transdução com um vetor viral em um frasco estéril e expansão em um biorreator antes da colheita e formulação. Vários sistemas têm surgido recentemente que visam automatizar parcialmente esse processo. Por exemplo, o Miltenyi CliniMACS Prodigy (doravante denominado "processador") é um dispositivo de processamento celular automatizado que pode executar muitas dessas etapas de forma automatizada 6,7,8,9. Uma discussão aprofundada dos métodos de fabricação CAR-T tradicionais e automatizados é apresentada em um artigo de revisão recente10.
O processador se baseia na funcionalidade do CliniMACS Plus, um dispositivo médico aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA para o processamento de células progenitoras hematopoiéticas. O processador inclui uma unidade de cultivo de células que permite a lavagem, o fracionamento e o cultivo automatizados de células (Figura 1). O processo de transdução de células T (TCT) é um programa predefinido dentro do dispositivo do processador que replica amplamente a fabricação manual de células CAR-T. O TCT permite o processamento de células personalizáveis usando uma interface gráfica do usuário (a "Matriz de Atividade", Figura 2). Como o processador automatiza muitas etapas e consolida a funcionalidade de vários dispositivos em uma máquina, ele exige menos treinamento e habilidades especializadas de solução de problemas dos tecnólogos. Como todas as etapas são executadas dentro de um conjunto de tubos fechados e de uso único, o processador pode ser operado em instalações com infraestrutura de tratamento de ar menos rigorosa do que seria considerado aceitável para um processo de fabricação aberto. Por exemplo, estamos operando o processador em uma instalação certificada como classe ISO 8 (comparável à classe C da UE).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65488/65488fig01.jpg"> Figura 1: Fabricação de células CAR-T utilizando o sistema de transdução de células T. Mostrado é o processador com o conjunto de tubos instalado. O conjunto de tubos permite conectar outros componentes, como sacos contendo tampão de processamento, meio de cultura e vetor lentiviral via soldagem estéril. Uma vez que o produto de leucaferese é adicionado ao saco de aplicação, ele pode ser rotulado com contas de seleção de células T, passado através da coluna de separação e, em seguida, transferido para o saco de reaplicação. As células selecionadas são então direcionadas para a unidade de cultivo do instrumento para cultura e ativadas com o reagente de ativação (ver Tabela de Materiais). O produto final é coletado no saco de célula alvo. Durante todo o processo, é possível retirar amostras para controle de qualidade de forma asséptica. Números cinzas dentro de círculos representam as válvulas numeradas no processador que direcionam o caminho do líquido através do conjunto de tubos. Reproduzido com permissão de 11. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65488/65488fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65488/65488fig02.jpg"> Figura 2: Matriz de atividades. Após a seleção e ativação da célula T, o restante do processo de fabricação da célula CAR-T é totalmente personalizável. As atividades podem ser adicionadas ou excluídas e agendadas para o dia e hora apropriados, e o volume de cultura após a atividade pode ser especificado (Volume). Por exemplo, a atividade de transdução foi configurada para começar às 10:00 AM no Dia 1, e o volume de cultura no final da atividade foi definido como 100 mL. A Matriz de Atividades pode ser editada durante todo o período de cultivo. O status do processo pode ser monitorado na tela integrada do dispositivo de processamento. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65488/65488fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
O objetivo deste manuscrito é fornecer um passo a passo detalhado da fabricação de células CAR-T usando o processador e, adicionalmente, fornecer orientação sobre os testes em processo e de liberação do produto que provavelmente serão exigidos pelos reguladores para aprovar uma aplicação experimental de novo medicamento (IND). O protocolo apresentado permanece próximo da abordagem recomendada pelo fornecedor e é o protocolo subjacente para o IND 28617, que está atualmente sendo avaliado em um ensaio clínico de fase I/II iniciado por um investigador de um único centro. Este estudo tem como objetivo determinar a segurança e eficácia do uso deste processador na fabricação de células CAR-T autólogas CD19-dirigidas humanizadas para pacientes com leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B) ou linfoma linfoblástico de linhagem B (L-BLY) [NCT05480449]. O estudo começou em setembro de 2022 e está planejado para inscrever até 89 pacientes com idades entre 0 e 29 anos com LLA-B ou B-Lly. Relatamos alguns resultados de fabricação do ensaio no manuscrito.
Gostaríamos de ressaltar que, embora o manuscrito seja apresentado como um protocolo com etapas a serem seguidas, ele deve ser considerado um ponto de partida para que outros comecem a otimizar seu próprio processo de fabricação de células CAR-T. Uma lista não abrangente de possíveis variações do protocolo apresentado inclui: uso de células T frescas em vez de criopreservadas como material de partida; usar um método diferente de enriquecimento de células T ou omiti-lo completamente; usando diferentes meios e coquetéis de citocinas, como IL7/IL15 em vez de IL2; variar a concentração de soro AB humano ou omiti-la completamente; temporização da transdução; utilizando transduções "multi-hit"; variação da agitação, dos volumes das culturas e do horário de alimentação; utilizando diferentes métodos de transferência genética, incluindo a eletroporação de ácidos nucleicos ou vetores não lentivirais; utilizar outro tampão de formulação final e/ou crioprotetor; e infundir células CAR-T frescas em vez de criopreservando para infusão em um momento posterior. Essas variações podem ter um impacto significativo na composição celular e potência do produto terapêutico.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Etapa geral do processo</td>
			<td>Dia do Processo</td>
			<td colspan="4">Detalhes Técnicos</td>
		</tr><tr><td>Enriquecimento Celular</td>
			<td rowspan="2">Dia 0</td>
			<td colspan="4">Seleção de células T CD4+/CD8+</td>
		</tr><tr><td>Ativação Celular</td>
			<td colspan="4">Semeadura e ativação de cultura de células T</td>
		</tr><tr><td>Transdução de células</td>
			<td>Dia 1</td>
			<td colspan="4">Transdução lentiviral (volume de cultura de 100 mL)</td>
		</tr><tr><td rowspan="12">Expansão Celular (seguida de formulação celular)</td>
			<td>Dia 2</td>
			<td colspan="4">--</td>
		</tr><tr><td>Dia 3</td>
			<td colspan="4">Lavagem de Cultura (1 ciclo); Agitador ativado; Volume de cultura aumenta para 200 mL</td>
		</tr><tr><td>Dia 4</td>
			<td colspan="4">--</td>
		</tr><tr><td>Dia 5</td>
			<td colspan="4">Ração (50 mL); O volume de cultura atinge o volume final de 250 mL</td>
		</tr><tr><td>Dia 6</td>
			<td colspan="4">Amostra em processo; Troca de mídia (-125 mL / +125 mL)</td>
		</tr><tr><td>Dia 7</td>
			<td colspan="4">Troca de meios (-150 mL / +150 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 8</td>
			<td colspan="4">Amostra em processo; Troca de meios (-150 mL / +150 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 9</td>
			<td colspan="4">Troca de meios (-180 mL / +180 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 10</td>
			<td colspan="4">Amostra em processo; Troca de meios (-180 mL / +180 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 11</td>
			<td colspan="4">Troca de meios (-180 mL / +180 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 12</td>
			<td colspan="4">Troca de meios (-180 mL / +180 mL) ou Harvest</td>
		</tr><tr><td>Dia 13</td>
			<td colspan="4">Colheita</td>
		</tr></tbody></table>Tabela 1: Cronograma e visão geral do processo. Esta tabela resume as etapas do processo de TCT empregadas em um ensaio clínico atual [NCT05480449]. O processo inicia-se com o enriquecimento de células T por seleção CD4+/CD8+, semeadura da cultura e ativação no Dia 0, seguido de transdução no Dia 1. As células descansam por 48 h, seguida de lavagem com cultura, aumento do volume de cultura para 200 mL e agitação com mecanismo de agitação. No dia 6, a primeira amostra em processo é coletada. As células são colhidas quando estão disponíveis células suficientes para pelo menos três doses completas de células CAR-T (5 × 10 6 células CAR-T/kg se o paciente tiver <50 kg, caso contrário, 2,5 × 108 células CAR-T) e testes de controle de qualidade (~2 × 106 células CAR-T); ou quando a cultura atinge um total de 4-5 x 109 células. Abreviações: TCT = transdução de células T; CAR-T = células T do receptor de antígeno quimérico; MACS = classificação de células ativadas por magnetismo.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>12 x 75 borosilicate tubes</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>TL1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 mL Reagent Bag</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>170-076-631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Conical Tube</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>05-539-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>150 mL Transfer Set</td>
			<td>Fenwal</td>
			<td>4R2001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,000 mL Transfer Set</td>
			<td>Fenwal</td>
			<td>4R2041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7AAD</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BDB559925</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol Prep</td>
			<td>Tyco/Healthcare</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bag Access</td>
			<td>Medline</td>
			<td>2300E-0500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD19 APC-Vio770 REAfinity</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-113-643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD19 CAR Detection Reagent Biotin</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-129-550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD19 PE</td>
			<td>BD</td>
			<td>555413</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD3 APC</td>
			<td>BD</td>
			<td>340440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD4 VioBright FITC REAfinity</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-113-229</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD45 VioBlue REAfinity</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-110-637</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD8 APC-Vio770 REAfinity</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-110-681</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellometer Reference Beads 10um</td>
			<td>Nexcelom</td>
			<td>B10-02-020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellometer Reference Beads 15um</td>
			<td>Nexcelom</td>
			<td>B15-02-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellometer Reference Beads 5um</td>
			<td>Nexcelom</td>
			<td>B05-02-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellometer Slides</td>
			<td>Nexcelom</td>
			<td>CHT4-SD100-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CliniMACS CD4 GMP MicroBeads</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>276-01</td>
			<td>The CD4 reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CliniMACS CD8 GMP MicroBeads</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>275-01</td>
			<td>The CD8 reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CliniMACS PBS/EDTA Buffer</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-021-201</td>
			<td>The buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Origen</td>
			<td>CP-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezing Bag 50 mL</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>200-074-400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezing Vial, 1.8 mL</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>12565171N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezing Vial, 4.5 mL</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>12565161N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human AB serum</td>
			<td>Valley Biomedical</td>
			<td></td>
			<td>Sterile filtered, heat inactivated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Serum Albumin 25%</td>
			<td>Grifols</td>
			<td>68516-5216-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Serum Albumin 5%</td>
			<td>Grifols</td>
			<td>68516-5214-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS GMP Recombinant Human IL-2</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>170-076-148</td>
			<td>The cytokines</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS GMP T Cell TransAct</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>200-076-202</td>
			<td>The activation reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MycoSeq Mycoplasma Detection Kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4460623</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles, Hypodermic 14G</td>
			<td>Medline</td>
			<td>SWD200573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles, SlideSafe 18G</td>
			<td>BD</td>
			<td>B-D305918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet tips, 2-200 &#956;L, individually wrapped</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022492209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet tips, 50-1000 &#956;L, individually wrapped</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022492225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipets 10 mL</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-678-27F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipets 25 mL</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-675-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipets 5 mL</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-678-27E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmalyte-A</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>2B2544X</td>
			<td>The electrolyte solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prodigy TS520 Tubing Set</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>170-076- 600</td>
			<td>The tubing set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Field</td>
			<td>Medline</td>
			<td>NON21001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin PE-Vio770</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-106-793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 1 mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 10 mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>302995</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 3 mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 30 mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>302832</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 50 mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>309653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TexMACS GMP Medium</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>170-076-306</td>
			<td>The medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple Sampling Adapter</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>170-076-609</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Viral Vector</td>
			<td>CHOP Clinical Vector Core</td>
			<td></td>
			<td>huCART19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biological Safety Cabinet</td>
			<td>The Baker Co</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellometer Auto 2000</td>
			<td>Nexcelom</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CliniMACS Prodigy</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>200-075-301</td>
			<td>The processor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Controlled Rate Freezer</td>
			<td>Planer/Kryosave</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endosafe nexgen-PTS150K</td>
			<td>Charles River</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mettler Balance</td>
			<td>Mettler</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated Centrifuge</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated Centrifuge</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCD Sterile Tubing Welder</td>
			<td>Terumo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sebra Tube Sealer</td>
			<td>Sebra</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Varitherm</td>
			<td>Barkey</td>
			<td></td>
			<td>The dry thaw device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XN-330 Hematology Analyzer</td>
			<td>Sysmex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chimeric antigen receptor t cell manufacturing on an automated cell processor

As células T do receptor de antígeno quimérico (CAR) representam uma abordagem imunoterapêutica promissora para o tratamento de várias doenças malignas e não malignas. As células CAR-T são células T geneticamente modificadas que expressam uma proteína quimérica que reconhece e se liga a um alvo de superfície celular, resultando na morte da célula-alvo. Os métodos tradicionais de fabricação de células CAR-T são trabalhosos, caros e podem trazer o risco de contaminação. O CliniMACS Prodigy, um processador de células automatizado, permite a fabricação de produtos de terapia celular em escala clínica em um sistema fechado, minimizando o risco de contaminação. O processamento ocorre de forma semiautomática sob o controle de um computador e, assim, minimiza o envolvimento humano no processo, o que economiza tempo e reduz a variabilidade e os erros.
Este manuscrito e vídeo descrevem o processo de transdução de células T (TCT) para a fabricação de células CAR-T usando este processador. O processo de TCT envolve enriquecimento, ativação, transdução de células T CD4+/CD8+ com vetor viral, expansão e colheita. Usando a Matriz de Atividades, uma funcionalidade que permite ordenar e cronometrar essas etapas, o processo de TCT pode ser personalizado extensivamente. Fornecemos um passo a passo da fabricação de células CAR-T em conformidade com as Boas Práticas de Fabricação atuais (cGMP) e discutimos os testes de liberação necessários e os experimentos pré-clínicos que darão suporte a uma aplicação de Novo Medicamento Investigacional (IND). Demonstramos a viabilidade e discutimos as vantagens e desvantagens do uso de um processo semiautomático para a fabricação clínica de células CAR-T. Finalmente, descrevemos um ensaio clínico em andamento iniciado por pesquisadores que tem como alvo malignidades pediátricas de células B [NCT05480449] como um exemplo de como esse processo de fabricação pode ser aplicado em um ambiente clínico.

Adoptive transfer of T cells engineered to express a chimeric antigen receptor (CAR) has shown remarkable efficacy in treating patients with refractory B-cell malignancies1,2,3,4,5. However, the traditional manufacturing methods for CAR-T cells are labor-intensive, time-consuming, and require highly trained technicians to carry out highly specialized steps. For example, the traditional manufacturing process of an autologous CAR-T cell product involves density gradient centrifugation, elutriation&#160;or magnetic separation to enrich T cells, activation, and transduction with a viral vector in a sterile flask, and expansion in a bioreactor prior to harvest and formulation. Various systems have emerged recently that aim to partially automate this process. For example, the Miltenyi CliniMACS Prodigy (hereafter referred to as the &#34;processor&#34;) is an automated cell processing device that can perform many of these steps in an automated fashion6,7,8,9. An in-depth discussion of traditional and automated CAR-T manufacturing methods is presented in a recent review article10.
The processor builds upon the functionality of the CliniMACS Plus, a U.S. Food and Drug Administration (FDA)-approved medical device for the processing of hematopoietic progenitor cells. The processor includes a cell cultivation unit that allows for&#160;automated washing, fractionation, and cultivation of cells (Figure 1). The T cell transduction (TCT) process is a preset program within the processor device that largely replicates manual CAR-T cell manufacture. TCT allows for customizable cell processing using a graphical user interface (the &#34;Activity Matrix,&#34; Figure 2). Because the processor automates many steps and consolidates the functionality of multiple devices into one machine, it requires less training and specialized troubleshooting skills from technologists. Because all steps are performed within a closed, single-use tubing set, the processor may be operated in facilities with less stringent air-handling infrastructure than would be considered acceptable for an open manufacturing process. For example, we are operating the processor in a facility certified as ISO class 8 (comparable to EU grade C).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65488/65488fig01.jpg" /> 
Figure 1: CAR-T cell manufacturing using the T cell transduction system. Shown is the processor&#160;with the tubing set installed. The tubing set allows for connecting other components such as bags containing processing buffer, culture medium, and lentiviral vector via sterile welding. Once the leukapheresis product is added to the Application bag, it can be labeled with T Cell Selection Beads, passed through the Separation column, and then transferred into the Reapplication bag. Selected cells are then directed to the Cultivation unit of the instrument for culture and activated with the Activation reagent (see Table of Materials). The final product is collected in the Target cell bag. Throughout the process, it is possible to remove samples for quality control aseptically. Grey numbers inside of circles represent the numbered valves on the processor that direct the liquid path through the tubing set. Reproduced with permission from 11.&#160;<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65488/65488fig01large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65488/65488fig02.jpg" /> 
Figure 2: Activity Matrix. After T cell selection and activation, the remainder of the CAR-T cell manufacturing process is fully customizable. Activities&#160;can be added or deleted and scheduled for the appropriate day and time, and the culture volume after the activity can be specified (Volume). For example, the Transduction activity was configured to begin at 10:00 AM on Day 1, and the culture volume at the end of the activity was set as 100 mL. The Activity Matrix can be edited throughout the cultivation period. The status of the process can be monitored on the integrated screen of the processing device. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65488/65488fig02large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
The aim of this manuscript is to provide a detailed walk-through of manufacturing CAR-T cells using the processor and additionally provide guidance on the in-process and product release testing that will likely be required by regulators to approve an investigational new drug (IND) application. The presented protocol stays close to the vendor&#39;s recommended approach and is the underlying protocol for IND 28617, which is currently being evaluated in a single-center investigator-initiated phase I/II clinical trial. This trial aims to determine the safety and efficacy of using this processor to manufacture humanized CD19-directed autologous CAR-T cells for patients with B cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) or B-lineage lymphoblastic lymphoma (B-Lly) [NCT05480449]. The trial started in September 2022 and is planned to enroll up to 89 patients ages 0-29 years with B-ALL or B-Lly. We report some manufacturing results from the trial in the manuscript.
We would like to point out that although the manuscript is presented as a protocol with steps to follow, it should be considered a starting point for others to begin optimizing their own CAR-T cell manufacturing process. A non-comprehensive list of possible variations to the presented protocol includes: using fresh instead of cryopreserved T cells as starting material; using a different method of T cell enrichment or omitting it altogether; using different media and cytokine cocktails such as IL7/IL15 instead of IL2; varying the concentration of human AB serum or omitting it altogether; timing of transduction; using &#34;multi-hit&#34; transductions; varying agitation, culture volumes, and feeding schedule; using different methods of genetic transfer including electroporation of nucleic acids or non-lentiviral vectors; using a different final formulation buffer and/or cryoprotectant; and infusing CAR-T cells fresh instead of cryopreserving for infusion at a later time. These variations may have a significant impact on the cellular composition and potency of the therapeutic product.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Overall Process Step</td>
			<td>Process Day</td>
			<td colspan="4">Technical Details</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Enrichment</td>
			<td rowspan="2">Day 0</td>
			<td colspan="4">Selection of CD4+/CD8+ T cells&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Activation</td>
			<td colspan="4">T cell culture seeding and activation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Transduction</td>
			<td>Day 1</td>
			<td colspan="4">Lentiviral transduction (100 mL culture volume)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="12">Cell Expansion (followed by cell formulation)</td>
			<td>Day 2</td>
			<td colspan="4">--</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 3</td>
			<td colspan="4">Culture Wash (1 cycle); Shaker activated; Culture volume increases to 200 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 4</td>
			<td colspan="4">--</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 5</td>
			<td colspan="4">Feed (50 mL); Culture volume reaches final volume of 250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 6</td>
			<td colspan="4">In-process sample; Media exchange (-125 mL / +125 mL)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 7</td>
			<td colspan="4">Media exchange (-150 mL / +150 mL) or Harvest&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 8</td>
			<td colspan="4">In-process sample; Media exchange (-150 mL / +150 mL) or Harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 9</td>
			<td colspan="4">Media exchange (-180 mL / +180 mL) or Harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 10</td>
			<td colspan="4">In-process sample; Media exchange (-180 mL / +180 mL) or Harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 11</td>
			<td colspan="4">Media exchange (-180 mL / +180 mL) or Harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 12</td>
			<td colspan="4">Media exchange (-180 mL / +180 mL) or Harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Day 13</td>
			<td colspan="4">Harvest</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Table 1: Process timeline and overview. This table summarizes the TCT process steps employed in a current clinical trial [NCT05480449]. The process starts with T cell enrichment by&#160;CD4+/CD8+ selection,&#160;culture seeding,&#160;and activation on Day 0, followed by transduction on Day 1. Cells rest for 48 h, followed by a culture wash, an increase of the culture volume to 200 mL, and agitation using a shaking mechanism. On Day 6, the first in-process sample is taken. Cells are harvested once sufficient cells are available for at least three full doses of CAR-T cells (5 &#215; 106 CAR-T cells/kg if the patient is &#60;50 kg, otherwise 2.5 &#215; 108 CAR-T cells) and quality control testing (~2 &#215; 106 CAR-T cells); or once the culture reaches a total of 4-5 x 109 cells. Abbreviations: TCT = T cell transduction; CAR-T = chimeric antigen receptor T cells; MACS = magnetic-activated cell sorting.

Autor em destaque: Avanços na fabricação de células CAR-T e produção de terapia gênica 

Fabricação de células T do receptor de antígeno quimérico em um processador de células automatizado

The advantage of our protocol is that it is a semi-automated, closed system that still offers flexibility. The labor-intensive steps are replaced by the automation, which is run by a computer, and because it's run by a computer, the user can customize their protocol. This is also all done in a closed system.We found that the sort of stem cell laboratories that are commonly present in hospitals have the capability to produce clinical grade CAR-T cells at significantly lower cost than commercial alternatives. We think that our process could be easily adapted to make CAR-T cell specific for other targets, and also to manufacture other types of cell and gene therapies. Our team is poised to explore other CAR-T cell targets and new gene therapies.On a broader scale, cell and gene therapies are rapidly expanding, and we are excited to continue to support and innovate in this exciting field.

Os resultados das três primeiras séries de fabricação do CAR-T do ensaio NCT05480449 são apresentados a seguir na Tabela 3. O material de partida, o vetor, as citocinas de cultura e as concentrações séricas de AB foram mantidos consistentes para cada corrida. Os produtos foram colhidos no 7º ou 8º dia. O crescimento celular médio diário foi de 46% (aumento na contagem total de células), indicando que o processo de TCT foi efetivo em promover a expansão celular. Estes resultados sugerem que ...

Watch this Scientific Journal Video about Advancements in CAR-T Cell Manufacturing and Gene Therapy Production at JoVE.com

Este artigo detalha o processo de fabricação de células T do receptor de antígeno quimérico para uso clínico, especificamente usando um processador de células automatizado capaz de realizar transdução viral e cultivo de células T. Fornecemos recomendações e descrevemos armadilhas que devem ser consideradas durante o processo de desenvolvimento e implementação de um ensaio clínico de fase inicial.

Chimeric antigen receptor (CAR)-T cells represent a promising immunotherapeutic approach for the treatment of various malignant and non-malignant ...

A vantagem do nosso protocolo é que ele é um sistema semi-automatizado, fechado e que ainda oferece flexibilidade. As etapas trabalhosas são substituídas pela automação, que é executada por um computador e, como é executada por um computador, o usuário pode personalizar seu protocolo. Isso também é feito em sistema fechado.Descobrimos que o tipo de laboratórios de células-tronco que estão comumente presentes em hospitais têm a capacidade de produzir células CAR-T de grau clínico a um custo significativamente menor do que as alternativas comerciais. Pensamos que nosso processo poderia ser facilmente adaptado para tornar as células CAR-T específicas para outros alvos, e também para fabricar outros tipos de terapias celulares e gênicas. Nossa equipe está pronta para explorar outros alvos de células CAR-T e novas terapias gênicas.Em uma escala mais ampla, as terapias celulares e gênicas estão se expandindo rapidamente, e estamos entusiasmados em continuar a apoiar e inovar neste campo empolgante.

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Medicine

Chimeric Antigen Receptor T Cell Manufacturing on an Automated Cell Processor

1.7K visualizações.  Children’s Hospital of Philadelphia. A vantagem do nosso protocolo é que ele é um sistema semi-automatizado, fechado e que ainda oferece flexibilidade. As etapas trabalhosas são substituídas pela automação, que é executada por um computador e, como é executada por um computador, o usuário pode personalizar seu protocolo. Isso também é feito em sistema fechado.Descobrimos que o tipo de laboratórios de células-tronco que estão comumente presentes em hospitais têm a capacidade de produzir células CAR-T de gra...