211service.com
Denna Lab-in-a-Box kan göra genterapi mindre elitistisk
Jennifer Adair genomförde sitt första genterapiexperiment för flera år sedan. En cancerbehandling involverade att samla in blod från en patient och sedan lägga till en ny DNA-sträng till dessa celler – en gen – som skulle skydda dem från en kraftfull kemoterapi. De förändrade cellerna återinfunderades sedan i sina ådror.
Studien, som involverade 11 patienter, visade sig vara ganska framgångsrik. Men Adair, som driver ett genterapilabb vid Fred Hutchinson Cancer Research Center i Seattle, säger att det tog tre sömnlösa forskare cirka 96 timmar att bara bearbeta en enda persons celler i ett rent rum på flera miljoner dollar. Jag sa: 'Wow, vi måste verkligen förenkla det här', minns Adair.
Genterapi går snabbt från experiment till medicinsk verklighet. Men med potentiella behandlingar för cancer och sällsynta sjukdomar som nu visar lovande, är forskarna oroliga över att tekniken är så komplex att patienter inte kommer att dra nytta av det så snabbt som de borde på grund av brist på utbildade tekniker och lämpliga faciliteter. För de mest framgångsrika genterapierna, de som kräver modifiering av blodkroppar utanför kroppen, erbjuds procedurerna endast av ett dussintal forskningscentra, alla i större städer som New York, Seattle, Milano och Paris.
Flaskhalsar och etiska dilemman uppstår redan när vissa patienter som har råd att köpa flygbiljetter och reser över hela världen för att söka botemedel, medan den stora majoriteten av människor inte har någon möjlighet att få tillgång till dessa behandlingar.
Förra veckan beskrev franska forskare som arbetade med det amerikanska bioteknikföretaget BlueBird Bio hur de skulle ersatt genen som orsakar sicklecellssjukdom hos en pojke på ett sjukhus i Paris. Det var ännu en teknisk succé. Men ingen frågade hur det skulle nå de som behöver det. De flesta fall av sicklecellssjukdom - cirka 57 procent av de 300 000 nya fallen varje år - är i Nigeria, Demokratiska republiken Kongo eller Indien.
I oktober demonstrerade Adair en ny teknik som hon tror skulle kunna demokratisera tillgången till genterapi. Genom att justera en cellbearbetningsenhet som säljs av den tyska instrumenttillverkaren Miltenyi, automatiserade hon mestadels processen att förbereda blodkroppar med en genterapi för HIV som hennes center också testar. Celler som droppade i ena änden kom ut i den andra 30 timmar senare med lite tillsyn behövt. Hon lade till och med hjul. Adair kallar mobillabbet för genterapi i en låda.
Adair tror att ett nyckeljobb för det mobila genterapilabbet är att utvidga experimentella studier till utvecklingsländerna, inklusive Afrika, där de flesta hiv-fall finns. Vi ville visa att vi kunde göra rättegången mobil, för vi skojar oss själva med att behandla någon i Seattle kommer att ha samma risker och resultat som i Sydafrika, säger hon.
Cancer behandling
Hjälper till att öka intresset för bärbara genterapiapparater är en ny form av cancerterapi, känd som CAR-T, som omprogrammerar DNA från immunsystemets sentineller som kallas T-celler så att de attackerar tumörer. En växande grupp bioteknikföretag har samlat in miljarder dollar för att testa dessa behandlingar, som också kräver att man tar en persons blod och utför gentillägget i en specialiserad anläggning.
En av de första CAR-T-behandlingarna som nådde marknaden kommer troligen från Novartis. Den schweiziska läkemedelsjätten genomförde förra året ett globalt test av barn med leukemi där 82 procent av barnen såg sina tumörer avdunsta, och många förblev cancerfria.
Novartis kommer att ansöka om tillstånd att sälja behandlingen i år, men företaget är inte så nöjda med hur behandlingen är gjord. För sin studie säger Novartis att de lufttransporterade patienters celler fram och tillbaka till en enda cellbearbetningsfabrik som den äger i Morris Plains, New Jersey, med hjälp av Cryoport, ett företag som specialiserat sig på frakt av frysta celler. Det är logistiskt komplext, arbetsintensivt, dyrt och potentiellt oförutsägbart, eftersom inga två personers celler är den andra lik. Dessutom är Novartis inte säker på hur många patienter den faktiskt kommer att kunna behandla.
Vi är begränsade i antalet patienter vi kan behandla med tanke på den krångliga försörjningskedjan vi har på gång, säger Philip Gotwals, chef för explorativ immunonkologi på Novartis. Om vi inte gör något för att automatisera processen, skulle du behöva [bygga fler av] dessa stora fabriker, och jag vet inte om industrin skulle göra det.
Mindre elit
Miltenyi, den tyska enhetstillverkaren, säger att dess instrument, kallat Prodigy, redan till stor del kan automatisera CAR-T-produktion och testas nu av ett fåtal företag. Instrumentet, som väger cirka 150 pund, ser lite ut som en maskin från Willy Wonkas fabrik, med ljusa pastellbågar, prydligt placerade urtavlor och vändningar av engångsslangar som täcker dess yta. Istället för varm choklad rör sig en patients celler genom rören, blandas med kemikalier som stimulerar dem och så småningom en mängd DNA-bärande virus som används för att ändra deras genetiska kod.
Instrumentet kostar cirka 150 000 USD, och ett kit med tillbehör för att behandla en patients celler kostar ytterligare 12 000 USD. Katharina Winnemöller, marknadschef baserad i Tyskland, säger att läkare i London kommer att använda lådan för att behandla cancerpatienter med CAR-T-celler under de kommande månaderna. Vi vill göra cellterapin mindre elit än vad den är just nu. Jag tror inte att alla landsbygdssjukhus kommer att kunna göra det, men det behöver inte bara vara för människor som kan betala 500 000 dollar, säger Winnemöller och hänvisar till ett potentiellt pris för denna typ av cancerbehandling. Jag tror att priset måste ner.
Novartis Gotwals säger att Miltenyis gadget bara är en av flera enheter under utveckling. Förra sommaren, efter att ha förutspått CAR-T-cancerbehandlingar skulle kunna generera 10 miljarder dollar i försäljning till 2021, förvärvade General Electric ett företag som heter Biosafe som är specialiserat på cellhantering. Forskningsorganisationen Draper arbetar med mikrofluidiska enheter för att förbereda CAR-T-behandlingar och en startup i Kalifornien, Berkeley Lights, har nya sätt att sortera igenom blodkroppar till noll på precis de rätta.
Gotwals förväntar sig att genterapi i en låda till en början kommer att vara användbar för företag som vill expandera tillverkningen, eller för akademiska centra som vill börja erbjuda det. Så småningom kan det vara så att när en person får diagnosen cancer eller föds med sicklecellssjukdom, går läkare i Lagos, Mumbai eller Seattle helt enkelt online och beställer rätt genterapikit. Ambitionen är att ha en apparat vid sängen. Du skulle bara koppla in patienten och ge dem vad som helst som är vettigt, säger Gotwals.