Kurative zellbasierte Therapie gegen Hämophilie A
Hämophilie A beschreibt die Defizienz des Blutgerinnungsfaktors VIII (FVIII), was die Blutungsneigung verstärkt, lebensbedrohlich werden und zu Gelenkschäden führen kann, wenn die Blutungen nicht gestillt werden. Schwerpunkt von HemAcure war daher die Entwicklung einer innovativen Strategie, die den Blutgerinnungsfaktor mittels Gentherapie erzeugt. Ausschlaggebend hierfür waren die Demonstration der Produktleistung und die Entwicklung eines GMP-konformen Herstellungsprozesses (Standards für gute Herstellungspraxis). „Wir verfolgten vor allem zwei Ziele“, umreißen Forschungskoordinator Dr. Joris Braspenning und Dr. Anne von Thun, EU-Verbindungsbeamte am Universitätsklinikum Würzburg, wo das Projekt koordiniert wird: „Zunächst sollten präklinische Daten geliefert werden, die das Konzept einer kurativen Zell- und Gentherapie für Hämophilie A belegen, zum anderen sollte ein GMP-konformer Herstellungsprozess entwickelt werden.“ Cell Pouch ™ – Herstellung funktioneller Gerinnungsfaktoren Normalerweise wird der Gerinnungsfaktor FVIII von sogenannten BOEC (blood outgrowth endothelial cells) produziert. Für die Behandlung von Hämophilie A besteht der erste Schritt bei der aufwendigen Herstellung eines voll funktionsfähigen Gerinnungsfaktors in der Isolation dieser Blut-Endothelzellen. Dann wird das Gen für die Expression des fehlenden oder dysfunktionalen Gerinnungsfaktors eingeschleust. Wie Dr. Braspenning betont, „werden die Zellen weiterhin in einem skalierbaren Bioreaktor expandiert, denn sonst kämen wir nicht auf die erforderliche Anzahl von Zellen für eine therapeutisch relevante FVIII-Konzentration. Anschließend werden die expandierten Zellen in das vom Biotechnologieunternehmen Sernova entwickelte innovative System Cell Pouch™ transplantiert. „Sobald der Pouch an den Blutkreislauf des Patienten andockt, wird der voll funktionsfähige FVIII kontinuierlich abgegeben und die Blutgerinnung gewährleistet“, erklärt er. Garantierte Qualität und Sicherheit Der gesamte Prozess wurde gemäß aktuellen GMP-Vorschriften getestet, damit die neue Therapie den europäischen Vorgaben entspricht. Nach der Expansion im großen Maßstab wurden die Zellen analysiert, um die Sicherheit in mehreren zellbasierten Assays zu bestätigen. Weiterhin wurde bei den genetisch korrigierten Zellen getestet, wie gut sie sich für die Produktion von FVIII eignen. Im Blutkreislauf des Mausmodells für Hämophilie A wurde die FVIII-Konzentration der transplantierten BOEC mehrere Wochen lang gemessen. Mittels Immunfluoreszenz konnte das Vorhandensein von Blutgefäßen in dem Pouch-Gewebe bestätigt werden. Beseitigung von Hürden und Herausforderungen Eine der technischen Herausforderungen bestand darin, in ausreichender Zahl Zellen für die erforderlichen Tests zu erzeugen. So sind im Zellkultursystem-Bioreaktor spezielle „Klebringe“ für die Zellkulturen vorgesehen, auf denen sie sich vermehren können. Endothelzellen wie BOEC brauchen eine Matrix (normalerweise Kollagen), auf der sie wachsen können. Ohne diese Beschichtung wäre das Wachstum zu langsam oder würde gänzlich aufhören. Obwohl die Bedingungen für die Anlagerung und Vermehrung identifiziert werden konnten, ließen sich die expandierten Zellen nicht effektiv von der Matrix auf den Ringen ablösen, was den Bioreaktor für die großindustrielle Zellexpansion ungeeignet macht. „Die Lösung bestand in der Generierung von ausreichend Zellen für unsere Studien, und hierfür griffen wir auf normale manuelle Verfahren der Zellkultivierung zurück“, erklärt Dr. Braspenning. Zur Zukunft der Gentherapie und regenerativen Therapie Die Konsortiumpartner wollen nun weitere nationale und EU-Fördermittel beantragen, um die nötigen präklinischen Daten zu Sicherheit und Wirksamkeit vorzulegen und später in künftigen Projekten klinische Studien am Menschen durchführen zu können. Das Biotechnologieunternehmen Sernova entwickelt die Cell Pouch™-Technologie zur Vermarktung mit therapeutischen Zellen in verschiedenen Indikationen. Mit der Erweiterung des Anwendungsbereichs der Cell Pouch™-Plattform könnte das Gerät auch zur Behandlung anderer Krankheiten eingesetzt werden, bei denen Proteinfaktoren fehlen, etwa Diabetes und Schilddrüsenerkrankungen.
Schlüsselbegriffe
HemAcure, Gerinnungsfaktor, Gen, Hämophilie, Faktor VIII (FVIII), Cell Pouch™, Blut-Endothelzellen (BOEC)
