Reallabor: Etablierung eines Reallabors zur modularen automatisierten Herstellung von Arzneimitteln für Neuartige Therapien (ATMPs), am Beispiel NK-Zell-Produktion

Der bahnbrechende Charakter von ATMPs für die Medizin ist unbestritten. Allein in der ATMP-basierten Immuntherapie zur Behandlung von Krebserkrankungen werden aktuell hunderte Medikamente in klinischen Studien untersucht und der Markt wächst rasant. Daran zeigt sich, dass die gegenwärtig weitestgehend manuell durchgeführte Herstellung von ATMPs mittelfristig zu einem Engpass führen wird und folglich ein hoher Entwicklungsbedarf besteht. Dieser Engpass kann nur vermieden werden, wenn zukunftsweisende Technologien aus der Industrie 4.0 unter Einhaltung der GMP-Richtlinien (Good Manufacturing Practice – GMP) verwirklicht und in die ATMP-Herstellung integriert werden (Digitalisierung, Automatisierung, Robotik, Sensorik).

Im Rahmen des Pilotprojektes Reallabor« wurden erste Demonstratoren für die Automatisierung des Herstellprozesses am Beispiel Fraunhofer-eigener, sich in Entwicklung befindender Zelltherapieprodukte, entworfen. Diese sollen zukünftig in digital vernetzte, automatisierte, modulare, skalierbare, sowie KI gestützte Produktionsprozesse mit zugehöriger Inline-Qualitätskontrolle, Qualitätssicherung und Dokumentation implementiert werden.

Dafür haben Fraunhofer IZI, Fraunhofer IME und Fraunhofer ITMP die Workflows für die Herstellung von CAR-NK-Zell- und Mikrobiota-assoziierten Therapeutika definiert, die entsprechenden ATMPs hergestellt, funktional getestet sowie die regulatorische Begleitung überprüft.

Das Fraunhofer IPA und das Fraunhofer IESE haben an konkreten Schnittstellen der Herstellung physische und digitale Assistenzsysteme als Demonstratoren zur Automatisierung, Prozessdigitalisierung und zum Qualitätsnachweis sowie zur normgerechten Dokumentation entwickelt.

Die Expertise hinsichtlich des bioanalytischen Gesamtkonzepts, der produktspezifischen offline/online Sensorik, der Verwendung neuartiger Materialien und der spezifischen Prozessintegration (i. B. inline-Analytik, miniaturisierte und hochintegrierte Hardwaremodule für die automatisierte Durchflusszytometrie) wurde vom Fraunhofer IMS, Fraunhofer IMM, Fraunhofer IBMT und Fraunhofer IZI-BB in das Projekt eingebracht.