DEVELOPMENT OF A CAR-T CELL PRODUCT IN A LOCAL LABORATORY SETTING: A STEP TOWARD ACCESSIBLE THERAPY IN KAZAKHSTAN
Introduction. Chimeric Antigen Receptor T-cell (CAR-T) therapy represents a breakthrough in the treatment of relapsed and refractory hematologic malignancies. However, its application is limited by high production costs and technical complexity. In Kazakhstan, approximately 180–240 patients annually require this type of therapy, yet access remains virtually unavailable. Aim. This study aimed to develop a localized and standardized protocol for the production of CD19-specific CAR-T cells using an automated manufacturing system. Materials and methods. The CliniMACS Prodigy platform was used for T-cell isolation, activation, and lentiviral transduction with vectors encoding the CD19 CAR construct. Functional activity of CAR-T cells was assessed via flow cytometry using CD19-positive (Raji) and CD19-negative (K562) target cell lines. Quality control included sterility testing, verification of replication-competent lentivirus absence, and phenotypic analysis of the cell product. Results. The resulting CAR-T cell products met international quality standards in terms of sterility, lack of replication-competent virus, and CD3+CAR+ cell content (75.18%). In vitro experiments demonstrated high specific cytotoxicity against CD19+ targets (Raji) with minimal nonspecific lysis of CD19− cells (K562). The developed and validated protocol enables standardized CAR-T cell manufacturing and has the potential to significantly improve therapy accessibility in Kazakhstan. The data support the feasibility of localized production of effective CAR-T cell products, which could greatly enhance treatment outcomes for patients with severe hematologic malignancies in the region. Conclusion. The proposed protocol for the production of CD19-specific CAR-T cells using the CliniMACS Prodigy platform meets international standards and allows for the generation of high-quality cellular products for B-cell hematologic cancer therapy. Кіріспе. Химералық антигендік рецепторлар (CAR-T) негізіндегі терапия – рефрактерлі онкогематологиялық ауруларды емдеудегі серпінді бағыттардың бірі болып табылады. Алайда бұл әдістің қолданылуы өндірістің күрделілігі мен құнының жоғары болуына байланысты шектеулі. Қазақстанда жыл сайын шамамен 180–240 науқас осындай терапияға мұқтаж, бірақ оларға қолжетімділік іс жүзінде жоқ. Мақсаты. Зерттеу мақсаты — CD19 антигеніне спецификалық CAR-T жасушаларын алу үшін автоматтандырылған жүйені пайдалана отырып, жергілікті және стандартталған өндіріс протоколын әзірлеу. Материалдар мен әдістер. CD19 CAR рецепторын кодтайтын лентивирустық векторларды пайдалана отырып, Т-лимфоциттерді бөліп алу, белсендіру және трансдукциялау үшін CliniMACS Prodigy автоматтандырылған платформасы қолданылды. CAR-T жасушаларының функционалдық белсенділігі протокеттік цитометрия әдісімен CD19- (K562) және CD19+ (Raji) жасушалық желілерінде зерттелді. Сапаны бақылау стерильділікті, репликацияға қабілетті вирустың болмауын және жасушалық препараттардың фенотиптік сипаттамаларын бағалауды қамтыды. Нәтижелер. Стерильділік, репликацияға қабілетті вирустың болмауы және CD3+CAR+ жасушаларының үлесі (75,18%) сияқты халықаралық стандарттарға сай келетін CAR-T жасушалық препараттары алынды. In vitroжағдайындағы тәжірибелерде CAR-T жасушаларының CD19+ нысан-жасушаларына (Raji) қатысты жоғары спецификалық цитоуыттылығы көрсетілді, ал CD19− жасушаларына қатысты спецификалық емес лизис мардымсыз болды. Жасалған және валидацияланған протокол өндірісті стандарттауға және CAR-T терапиясының Қазақстандағы қолжетімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Нәтижелер CAR-T жасушалық препараттарын жергілікті деңгейде тиімді өндіру мүмкіндігін дәлелдейді, бұл өңірдегі ауыр гематологиялық аурулары бар науқастарды емдеу келешегін айтарлықтай жақсарта алады. Қорытынды. Ұсынылған CliniMACS Prodigy платформасы негізінде CD19-спецификалық CAR-T жасушаларын өндіру протоколы халықаралық талаптарға сәйкес келеді және B-жасушалы онкогематологиялық ауруларды емдеуге арналған жоғары сапалы жасушалық препараттар алуға мүмкіндік береді. Введение. Терапия на основе химерных антигенных рецепторов (CAR-T) является прорывом в лечении резистентных форм онкогематологических заболеваний, однако её применение ограничено высокой стоимостью и сложностью производства. В Казахстане ежегодно около 180-240 пациентов нуждаются в такой терапии, но доступ к ней практически отсутствует. Цель. Настоящее исследование посвящено разработке локализованного, стандартизированного протокола производства CAR-T-клеток, специфичных к антигену CD19, с использованием автоматизированной системы. Материалы и методы. Использовали автоматизированную платформу CliniMACS Prodigy для выделения, активации и трансдукции Т-лимфоцитов лентивирусными векторами, кодирующими рецептор CD19 CAR. Оценивали функциональную активность CAR-T-клеток методом проточной цитометрии на клеточных линиях K562 (CD19-) и Raji (CD19+). Контроль качества включал тестирование стерильности, отсутствие репликативно-компетентного вируса и фенотипический анализ клеточных препаратов. Результаты. Получены CAR-T-клеточные препараты, соответствующие международным стандартам по стерильности, отсутствию репликативно-компетентного вируса и процентному содержанию CD3+CAR+ клеток (75,18%). В опытах in vitro продемонстрирована высокая специфическая цитотоксичность CAR-T-клеток по отношению к CD19+ мишеням (Raji), в то время как неспецифический цитолиз клеток CD19− был незначительным. Разработанный и валидированный протокол позволяет стандартизировать производство и повысить доступность терапии CAR-T в Казахстане. Результаты подтверждают возможность реализации локального производства высокоэффективных CAR-T-препаратов, что может существенно улучшить перспективы лечения пациентов с тяжёлыми формами гематологических заболеваний в регионе. Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный протокол производства CD19-специфичных CAR-T-клеток с использованием платформы CliniMACS Prodigy соответствует международным критериям и позволяет получать высококачественные клеточные препараты для терапии B-клеточных онкогематологических заболеваний.
Authors
- Shynar B. Tanabayeva (ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1826-0460)
- Sergey Lee (ORCID: https://orcid.org/0009-0004-2597-7843)
- Alexandr V. Shustov (ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9880-9382)
- P. A. Elyasin (ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2570-367X)
- Darina Menlayakova (ORCID: https://orcid.org/0009-0005-4384-7089)
- Anel Ibrayeva (ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4431-1604)
- Dalal Gizat
Institutions
- Novosibirsk State Medical University (RU)
- Kazakh National Medical University (KZ)
- National Center for Biotechnology (KZ)
Publication Details
- Journal
- Vestnik
- Published
- 2025-03-25
- DOI
- https://doi.org/10.53065/kaznmu.2025.72.1.003
- Primary Topic
- CAR-T cell therapy research
- Type
- article
- Field-Weighted Citation Impact
- 0.00