自動攪拌タンクバイオリアクターのCAR-Tセルのプロセスの理解と最適化を改善するための品質ごとのアプローチ

キメラ抗原受容体T細胞（CAR-T）療法などのex in vivo遺伝的に修飾された細胞免疫療法は、再発した耐衝撃性の血液癌に対する比類のない反応率により、有意な臨床的および商業的結果を生成しました。ただし、これらの新しい治療法の開発とスケーラブルな製造は依然として挑戦的であり、製品の品質と収量を改善するためにさらなるプロセスの理解と最適化が必要です。この研究では、CAR-T細胞の重要な品質属性（CQA）の拡張ステップ中に、重要なプロセスパラメーター（CPP）の影響を体系的に調査するために、品質ごとのデザイン（QBD）アプローチを採用しています。実験の設計（DOE）方法論を利用して、活性化の数、培養播種密度、種子列車時間、IL-2濃度などの複数のCPPの影響を調査しました。代謝、免疫表現型、T細胞分化、疲労およびCARの発現。G-Rex®24のマルチウェルプレートで実施された初期研究により、単一の活性化ステップと3日間の短い種子列車の組み合わせにより、CAR-Tの大幅な収量と品質の改善、特に3倍の増加が得られることが示されました。細胞収量、2つの活性化ステップと7日間の種子列車を含むプロセスと比較した場合、疲労マーカー発現の30％の減少とより効率的な代謝。G-Rex®マルチウェルプレートの研究で特定されたCPPが、大規模な自動化された制御された攪拌タンクバイオリアクター（AMBR®250ハイスループット）プロセスに翻訳されたときに、同様の発見が観察されました。単一の活性化ステップと種子列車時間の短縮により、AMBR®250の高スループットバイオリアクターの細胞収量、品質、代謝を含むCAR-T CQAの同様の大幅な改善が得られ、それによって小規模研究の結果を検証し、その結果として生じます。重要なプロセスの理解と改善。この研究は、CAR-T CPPの体系的な調査の方法を提供し、調査結果は、CAR-Tの生産を改善するためのプロセス理解の強化の範囲と影響を示しています。

Ex vivo genetically-modified cellular immunotherapies, such as chimeric antigen receptor T cell (CAR-T) therapies, have generated significant clinical and commercial outcomes due to their unparalleled response rates against relapsed and refractory blood cancers. However, the development and scalable manufacture of these novel therapies remains challenging and further process understanding and optimisation is required to improve product quality and yield. In this study, we employ a quality-by-design (QbD) approach to systematically investigate the impact of critical process parameters (CPPs) during the expansion step on the critical quality attributes (CQAs) of CAR-T cells. Utilising the design of experiments (DOE) methodology, we investigated the impact of multiple CPPs, such as number of activations, culture seeding density, seed train time, and IL-2 concentration, on CAR-T CQAs including, cell yield, viability, metabolism, immunophenotype, T cell differentiation, exhaustion and CAR expression. Initial studies undertaken in G-Rex® 24 multi-well plates demonstrated that the combination of a single activation step and a shorter, 3-day, seed train resulted in significant CAR-T yield and quality improvements, specifically a 3-fold increase in cell yield, a 30% reduction in exhaustion marker expression and more efficient metabolism when compared to a process involving 2 activation steps and a 7-day seed train. Similar findings were observed when the CPPs identified in the G-Rex® multi-well plates studies were translated to a larger-scale automated, controlled stirred-tank bioreactor (Ambr® 250 High Throughput) process. The single activation step and reduced seed train time resulted in a similar, significant improvement in CAR-T CQAs including cell yield, quality and metabolism in the Ambr® 250 High Throughput bioreactor, thereby validating the findings of the small-scale studies and resulting in significant process understanding and improvements. This study provides a methodology for the systematic investigation of CAR-T CPPs and the findings demonstrate the scope and impact of enhanced process understanding for improved CAR-T production.