TESSEE - Tool for early stem cells economic evaluation

11/08/2019

O uso terapêutico de células estaminais é promissor para várias aplicações clínicas. No entanto, são diversos os desafios a nível da produção e da adoção pelo mercado. TESSEE surge como uma nova ferramenta de avaliação económica prévia (eHTA) do uso terapêutico de células estaminais. Modelos computacionais foram desenvolvidos incorporando incerteza biológica, de processo e económica. TESSEE é personalizável para diferentes casos de estudo e está disponível gratuitamente. Nesta tese, foi aplicada a quatro casos de estudo de relevância industrial e clínica. O primeiro caso de estudo consiste na escolha do suplemento para o meio de cultura usado na produção de células estaminais/estromais mesenquimatosas (MSC). Os resultados indicam que o uso de lisado plaquetário humano reduz os custos de produção em 97% dos dadores avaliados, em comparação com o uso de soro fetal bovino. Um caso de estudo, focado na implementação de um reator de roda vertical para expansão de MSC em microcarriers, mostra que o uso deste sistema aumentou o número de células por lote e reduziu os custos de produção até 48% relativamente à utilização de sistemas de cultura em monocamada 2D. Foi realizada a eFITA de dispositivos contendo células beta derivadas de células estaminais pluripotentes, com o objetivo de dispensar a injeção de insulina em pacientes com diabetes tipo 1. Concluiu-se que, apesar de estes dispositivos serem muito eficazes na melhoria da qualidade de vida, uma redução do preço atual de 75% seria necessária para atingir custo-efetividade para mais de 50% da população. A produção de MSC como agentes anti-inflamatórios na fibrose quística foi estudada. Os resultados do modelo sugerem custo-efetividade quando a aplicação de MSC resulta numa redução de 50% da taxa de complicações em relação à terapêutica atual. Esta tese demonstra a utilidade da TESSEE no desenvolvimento e adoção de terapias baseadas em células estaminais. Stem cell therapies are promising for diverse clinical indications. However, there are manufacturing and reimbursement challenges that must be addressed towards widespread adoption. This thesis presents TESSEE, a new tool for Early Health Technology Assessment (eHTA), supported on bioprocess and/or health economics models. TESSEE is developed specifically for stem cell therapies, incorporating biological, process, clinical, and economic uncertainty. Unlike other eHTA, TESSEE is an open source tool, freely available and customizable to several case studies. In order to develop and demonstrate the different features of TESSEE, four industrially and clinically relevant case studies are presented. These case studies involve mesenchymal stem/stromal cell (MSC) and pluripotent stem cell (PSC) based therapies. A study on the selection of a culture media supplement for autologous MSC therapy manufacturing determined that human platelet lysate reduced the cost of goods CoG, in comparison to fetal bovine serum, for 97% of donors. An expansion system focused case study assessed the implementation of a new vertical wheel reactor for the microcarrier-based culture of MSC. The use of this system increases the number of cells per batch, and reduces CoG/dose by up to 48% of costs of typical two-dimensional flasks for expansion. An eHTA of devices containing PSC-derived beta cells, aiming at insulin independence in type 1 diabetes patients, was performed. While these devices were very effective at improving the quality of life, a price reduction of 75% is required to achieve widespread cost-effectiveness. MSC manufacturing as anti-inflammatory agents in cystic fibrosis was modeled. The results suggest that cost-effectiveness can be reached when a reduction of pulmonary exacerbation and function decay of over 50% from the standard of care is observed. TESSEE highlights innovative strategies, aiming at reducing the manufacturing CoG. Importantly, it also quantifies the long-term value of prospective stem cell therapies, in order to secure reimbursement.

Authors in the community:

• 

  C

  Cátia Filipa Medina Bandeiras

  ist158390

Supervisors of this institution:

• 

  F

  Frederico Castelo Alves Ferreira

  ist24812

101503857

Doutoramento em Bioengenharia

industrial-biotechnology - Industrial Biotechnology

Keywords

• Stem cells
• bioprocess economics
• open source tools
• regenerative medicine
• early health technology assessment
• Células estaminais
• economia de bioprocessos
• modelos de código aberto
• medicina regenerativa
• avaliação económica prévia de tecnologias de saúde

eng - English

Instituto Superior Técnico

Financing entity

Fundação para a Ciência e a Tecnologia