DigiZell

Motivation

Die Behandlung aggressiver Krebserkrankungen und Immundefekte ist eine große Herausforderung in der Medizin. CAR-T-Zelltherapien, die gentechnisch modifizierte Abwehrzellen nutzen, sind vielversprechend, allerdings ist ihre Produktion komplex und langwierig. Eine kontinuierliche Inline-Qualitätskontrolle ist entscheidend für die Sicherheit und Wirksamkeit der Therapie. Das Projekt zielt darauf ab, ein photonisches Zellanalysemodule zu entwickeln, das diese Kontrolle während der Zellproduktion ermöglicht. Zusätzlich kann das Modul als eigenständiges Gerät für das Immunmonitoring während der Therapie dienen. Dies unterstützt die technologische Unabhängigkeit Deutschlands und der EU.

Ziele und Vorgehen

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines photonischen Zellanalysemoduls. Dieses Modul soll Prozessparameter schnell erfassen und als Inline-Qualitätskontrolle bei der Produktion von CAR-T-Zellen dienen. Als eigenständiges Point-of-Care-Gerät dient es dem Immunmonitoring und der Therapiesteuerung von Immundefekten und Blutkrebs. Ein digitaler Einzelphotonen-Sensorchip nach gepulster Laseranregung extrahiert die zellspezifischen Signaturen über die zeitliche Abklingkurve des Fluoreszenzsignals. Dies ermöglicht eine präzisere Anpassung der Wachstumsbedingungen und optimiert die Zellproduktion sowie die Detektion schwacher Fluoreszenzsignale von Markerproteinen auf Abwehrzellen, die durch hohe Autofluoreszenz erschwert wird. Die Technologie wird durch ein 3D-Druckverfahren in ein kompaktes System integriert, das als Modul in ein Zellproduktionsgerät integriert werden kann oder als eigenständiges Point-of-Care-Gerät das Immunmonitoring direkt am Patientenbett ohne weitere zeitaufwändige und fehleranfällige Prozessierung der Probe ermöglicht.

Innovation und Perspektiven

Die kontinuierliche Überwachung der Zellproduktion verbessert die Qualität und Konsistenz der Zellen, senkt Ausschussraten und optimiert Produktionszeiten und -kosten. Dies macht Zelltherapien für mehr Patientinnen und Patienten zugänglich und erhöht die Sicherheit und Wirksamkeit der Therapien. Die erweiterte Diagnostik ermöglicht präzisere Therapieentscheidungen sowie personalisierte Behandlungsstrategien, so dass die Überlebenschancen erhöht und die Behandlungskosten durch kürzere Liegezeiten gesenkt werden. Das Projekt stärkt die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der europäischen High-Tech-Industrie und reduziert die Abhängigkeit von außereuropäischen Lieferanten. Die Kombination von Durchflusszytometrie und Fluoreszenzlebensdauermessung eröffnet neue Forschungseinblicke und sichert die Verwertung für weitere Forschungsaktivitäten.