Zusammenfassung
Zelluläre Immuntherapien mit autologen T‑Zellen, die durch einen chimären Antigenrezeptor (CAR) eine definierte Spezifität gegen Krebszellen erlangen, führten zu langfristigen Remissionen in der Behandlung von CD19+-Leukämien und Lymphomen. Nach der Marktzulassung der beiden Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMP) Kymriah® (Novartis) und Yescarta® (KITE/Gilead) rücken die Prozessoptimierung und die Finanzierung von ATMP für verschiedene Krebserkrankungen in den Vordergrund von Forschungs- und Entwicklungsprojekten für dezentrale und zentrale Herstellungsprozesse. Dies bedeutet einerseits Weiterentwicklungen von teilautomatisierten zu vollautomatisierten Prozessen zur Herstellung und zur komplexen Qualitätskontrolle. Andererseits erfordert zukünftig die flächendeckende Behandlung verschiedener Krebserkrankungen mit CAR-T-Zellen und anderen ATMP auch die Entwicklung automatisierter, digital gesteuerter, modularer Produktionsstraßen mit hohem Durchsatz im Sinne einer industriellen Entwicklung 4.0.
Abstract
Cellular immunotherapies with autologous T cells, which acquire a defined specificity against cancer cells through a chimeric antigen receptor (CAR), have led to long-term remission in the treatment of CD19+ leukemias and lymphomas. Following the marketing approval of the two advanced therapy medicinal products (ATMP) Kymriah® (Novartis) and Yescarta® (KITE/Gilead), process optimization and financing of ATMPs for various cancers are moving to the forefront of research and development projects for decentralized and centralized manufacturing processes. On the one hand, this means further developments from partially automated to fully automated processes for manufacturing and for complex quality controls. On the other hand, the future treatment of various cancers with CAR T cells and other ATMPs also requires the development of automated, digitally controlled, modular production lines with high throughput in terms of an industrial development 4.0.
Literatur
Zentrales Knochenmarkspender-Register Deutschland https://www.zkrd.de/de/. Zugegriffen: 25. Febr. 2020
Snowden JA, Saccardi R, Orchard K et al (2020) Benchmarking of survival outcomes following haematopoietic stem cell transplantation: a review of existing processes and the introduction of an international system from the European Society for Blood and Marrow Transplantation (EBMT) and the Joint Accreditation Committee of ISCT and EBMT (JACIE). Bone Marrow Transplant 55(4):681–694. https://doi.org/10.1038/s41409-019-0718-7
Quaiser A, Köhl U (2018) Was ist gesichert bei den Zelltherapien? Möglichkeiten und Grenzen in der Immunonkologie. Internist 59(12):1230–1238. https://doi.org/10.1007/s00108-018-0516-0
Eshhar Z, Waks T, Gross G, Schindler DG (1993) Specific activation and targeting of cytotoxic lymphocytes through chimeric single chains consisting of antibody-binding domains and the gamma or zeta subunits of the immunoglobulin and T‑cell receptors. Proc Natl Acad Sci U S A 90(2):720–724. https://doi.org/10.1073/pnas.90.2.720
Grupp SA, Kalos M, Barrett D, Aplenc R, Porter DL, Rheingold SR, Teachey DT, Chew A, Hauck B, Wright JF, Milone MC, Levine BL, June CH (2013) Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia. N Engl J Med 368(16):1509–1518. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1215134
Kochenderfer JN, Dudley ME, Kassim SH, Somerville RPT, Carpenter RO, Stetler-Stevenson M, Yang JC, Phan GQ, Hughes MS, Sherry RM, Raffeld M, Feldman S, Lu L, Li YF, Ngo LT, Goy A, Feldman T, Spaner DE, Wang ML, Chen CC, Kranick SM, Nath A, Nathan D‑AN, Morton KE, Toomey MA, Rosenberg SA (2015) Chemotherapy-refractory diffuse large B‑cell lymphoma and indolent B‑cell malignancies can be effectively treated with autologous T cells expressing an anti-CD19 chimeric antigen receptor. J Clin Oncol 33(6):540–549. https://doi.org/10.1200/JCO.2014.56.2025
Brentjens RJ, Davila ML, Riviere I, Park J, Wang X, Cowell LG, Bartido S, Stefanski J, Taylor C, Olszewska M, Borquez-Ojeda O, Qu J, Wasielewska T, He Q, Bernal Y, Rijo IV, Hedvat C, Kobos R, Curran K, Steinherz P, Jurcic J, Rosenblat T, Maslak P, Frattini M, Sadelain M (2013) CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy-refractory acute lymphoblastic leukemia. Sci Transl Med 5(177):177r. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3005930
Maude SL, Frey N, Shaw PA, Aplenc R, Barrett DM, Bunin NJ, Chew A, Gonzalez VE, Zheng Z, Lacey SF, Mahnke YD, Melenhorst JJ, Rheingold SR, Shen A, Teachey DT, Levine BL, June CH, Porter DL, Grupp SA (2014) Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. N Engl J Med 371(16):1507–1517. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1407222
European Medicines Agency Yescarta. https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/yescarta#product-information-section. Zugegriffen: 15. Juni 2020
European Medicines Agency Kymriah. https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/kymriah. Zugegriffen: 15. Juni 2020
Deutsche Gesellschaft für Hämatologie und med. Onkologie e. V. CAR-T-Zellen Strukturkriterien. https://www.dgho.de/publikationen/stellungnahmen/gute-aerztliche-praxis/car-t-zelltherapie/car-t-zellen-strukturkriterien-20190313.pdf/view. Zugegriffen: 15. Juni 2020
Holzinger A, Barden M, Abken H (2016) The growing world of CAR T cell trials: a systematic review. Cancer Immunol Immunother 65(12):1433–1450. https://doi.org/10.1007/s00262-016-1895-5
Chmielewski M, Abken H (2015) TRUCKs: the fourth generation of CARs. Expert Opin Biol Ther 15(8):1145–1154. https://doi.org/10.1517/14712598.2015.1046430
Tokarew N, Ogonek J, Endres S, von Bergwelt-Baildon M, Kobold S (2019) Teaching an old dog new tricks: next-generation CAR T cells. Br J Cancer 120(1):26–37. https://doi.org/10.1038/s41416-018-0325-1
Hartmann J, Schüßler-Lenz M, Bondanza A, Buchholz CJ (2017) Clinical development of CAR T cells-challenges and opportunities in translating innovative treatment concepts. EMBO Mol Med 9(9):1183–1197. https://doi.org/10.15252/emmm.201607485
Abken H (2017) Driving CARs on the highway to solid cancer: some considerations on the adoptive therapy with CAR T cells. Hum Gene Ther 28(11):1047–1060. https://doi.org/10.1089/hum.2017.115
Stüber T, Monjezi R, Wallstabe L, Kühnemundt J, Nietzer SL, Dandekar G, Wöckel A, Einsele H, Wischhusen J, Hudecek M (2020) Inhibition of TGF-β-receptor signaling augments the antitumor function of ROR1-specific CAR T‑cells against triple-negative breast cancer. J Immunother Cancer. https://doi.org/10.1136/jitc-2020-000676
Qasim W, Zhan H, Samarasinghe S, Adams S, Amrolia P, Stafford S, Butler K, Rivat C, Wright G, Somana K, Ghorashian S, Pinner D, Ahsan G, Gilmour K, Lucchini G, Inglott S, Mifsud W, Chiesa R, Peggs KS, Chan L, Farzeneh F, Thrasher AJ, Vora A, Pule M, Veys P (2017) Molecular remission of infant B‑ALL after infusion of universal TALEN gene-edited CAR T cells. Sci Transl Med. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaj2013
Kovač A, Miskey C, Menzel M, Grueso E, Gogol-Döring A, Ivics Z (2020) RNA-guided retargeting of Sleeping Beauty transposition in human cells. Elife. https://doi.org/10.7554/eLife.53868
Mitwasi N, Feldmann A, Arndt C, Koristka S, Berndt N, Jureczek J, Loureiro LR, Bergmann R, Máthé D, Hegedüs N, Kovács T, Zhang C, Oberoi P, Jäger E, Seliger B, Rössig C, Temme A, Eitler J, Tonn T, Schmitz M, Hassel JC, Jäger D, Wels WS, Bachmann M (2020) “UniCAR”-modified off-the-shelf NK-92 cells for targeting of GD2-expressing tumour cells. Sci Rep 10(1):2141. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59082-4
Yakoub-Agha I, Chabannon C, Bader P, Basak GW, Bonig H, Ciceri F, Corbacioglu S, Duarte RF, Einsele H, Hudecek M, Kersten MJ, Köhl U, Kuball J, Mielke S, Mohty M, Murray J, Nagler A, Robinson S, Saccardi R, Sanchez-Guijo F, Snowden JA, Srour M, Styczynski J, Urbano-Ispizua A, Hayden PJ, Kröger N (2020) Management of adults and children undergoing chimeric antigen receptor T‑cell therapy: best practice recommendations of the European Society for Blood and Marrow Transplantation (EBMT) and the Joint Accreditation Committee of ISCT and EBMT (JACIE). Haematologica 105(2):297–316. https://doi.org/10.3324/haematol.2019.229781
Hollyman D, Stefanski J, Przybylowski M, Bartido S, Borquez-Ojeda O, Taylor C, Yeh R, Capacio V, Olszewska M, Hosey J, Sadelain M, Brentjens RJ, Rivière I (2009) Manufacturing validation of biologically functional T cells targeted to CD19 antigen for autologous adoptive cell therapy. J Immunother 32(2):169–180. https://doi.org/10.1097/CJI.0b013e318194a6e8
Wang X, Rivière I (2016) Clinical manufacturing of CAR T cells: foundation of a promising therapy. Mol Ther Oncolytics 3:16015. https://doi.org/10.1038/mto.2016.15
Quaiser A, Köhl U (2019) CAR-T-Zelltherapie: Wie ist der Aktuelle Stand? Onkologie 1:32–36
Köhl U, Arsenieva S, Holzinger A, Abken H (2018) CAR T cells in trials: recent achievements and challenges that remain in the production of modified T cells for clinical applications. Hum Gene Ther 29(5):559–568. https://doi.org/10.1089/hum.2017.254
Dluczek S, Tretbar S, Fricke S, Köhl U (2019) CAR-T-Zellen: Update 2019. Transfusionsmedizin 9(03):187–200. https://doi.org/10.1055/a-0833-2631
EDQM – European Directorate for the Quality of Medicines European pharmacopoeia (Ph. Eur.) 10th edition. https://www.edqm.eu/en/european-pharmacopoeia-ph-eur-10th-edition. Zugegriffen: 15. Juni 2020
European Medicines Agency ICH Q2 (R1) Validation of analytical procedures: text and methodology. https://www.ema.europa.eu/en/ich-q2-r1-validation-analytical-procedures-text-methodology. Zugegriffen: 16. Juni 2020
European Commission Comm/dg/unit (NaN) EudraLex—Volume 1—Pharmaceutical legislation for medicinal products for human use—Public Health. https://ec.europa.eu/health/documents/eudralex/vol-1_en. Zugegriffen: 15. Juni 2020
European Commission Comm/dg/unit (NaN) EudraLex—Volume 4—Good Manufacturing Practice (GMP) guidelines—Public Health. https://ec.europa.eu/health/documents/eudralex/vol-4_en. Zugegriffen: 15. Juni 2020
Kaiser AD, Assenmacher M, Schröder B, Meyer M, Orentas R, Bethke U, Dropulic B (2015) Towards a commercial process for the manufacture of genetically modified T cells for therapy. Cancer Gene Ther 22(2):72–78. https://doi.org/10.1038/cgt.2014.78
Lock D, Mockel-Tenbrinck N, Drechsel K, Barth C, Mauer D, Schaser T, Kolbe C, Al Rawashdeh W, Brauner J, Hardt O, Pflug N, Holtick U, Borchmann P, Assenmacher M, Kaiser A (2017) Automated manufacturing of potent CD20-directed chimeric antigen receptor T cells for clinical use. Hum Gene Ther 28(10):914–925. https://doi.org/10.1089/hum.2017.111
Priesner C, Aleksandrova K, Esser R, Mockel-Tenbrinck N, Leise J, Drechsel K, Marburger M, Quaiser A, Goudeva L, Arseniev L, Kaiser AD, Glienke W, Koehl U (2016) Automated enrichment, transduction, and expansion of clinical-scale CD62L+ T cells for manufacturing of gene therapy medicinal products. Hum Gene Ther 27(10):860–869. https://doi.org/10.1089/hum.2016.091
Aleksandrova K, Leise J, Priesner C, Melk A, Kubaink F, Abken H, Hombach A, Aktas M, Essl M, Bürger I, Kaiser A, Rauser G, Jurk M, Goudeva L, Glienke W, Arseniev L, Esser R, Köhl U (2019) Functionality and cell senescence of CD4/ CD8-selected CD20 CAR T cells manufactured using the automated CliniMACS prodigy® platform. Transfus Med Hemother 46(1):47–54. https://doi.org/10.1159/000495772
Moutsatsou P, Ochs J, Schmitt RH, Hewitt CJ, Hanga MP (2019) Automation in cell and gene therapy manufacturing: from past to future. Biotechnol Lett 41(11):1245–1253. https://doi.org/10.1007/s10529-019-02732-z
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Interessenkonflikt
U. Koehl gibt an, als Beraterin in der Immunonkologie tätig zu sein für AstraZeneca, Affimed, Glycostem und GammaDelta sowie hinsichtlich der Herstellung von CAR-T-Zellen in Kooperationen zu stehen mit den Firmen Novartis und Miltenyi Biotec. U. Platzbecker ist beratend für die Firmen Novartis und BMS tätig. J. Augustin, A. Quaiser, A.‑R. Blaudszun, V. Vucinic, K. Aleksandrova, K. Kebbel, G. Schmiedeknecht und S. Fricke geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.
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Koehl, U., Augustin, J., Quaiser, A. et al. Biotechnologische Innovationen im Bereich zellulärer Therapien. Forum 35, 316–322 (2020). https://doi.org/10.1007/s12312-020-00811-1
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DOI: https://doi.org/10.1007/s12312-020-00811-1
Schlüsselwörter
- Zelluläre Immuntherapie
- Chimärer Antigenrezeptor
- Arzneimittel für neuartige Therapien
- Automatische Herstellungsprozesse
- Digital gesteuerte Produktionsstraßen