Nauwkeurige fluïdische controle om celkweek en medicijntesten te verbeteren Het internationale δypha Consortium heeft een overgangssubsidie van 2,5 miljoen euro ontvangen van de Europese Innovatieraad. om de technologie van Sync Biosystems van pilot naar product te brengen. Industriële en onderzoeksleiders, integrale leden van het consortium, nemen deel als eindgebruikers: Charles River Laboratories, Prinses Máxima Centrum voor Pediatrische Oncologie en het Bambino Gesù Kinderziekenhuis. Met speciale showcases zullen zij laten zien hoe de technologie van invloed is op hun assays voor medicijnontwikkeling en hun zoektocht naar betere therapieën voor patiënten. Om de resultaten van de in vitro technologie te vertalen naar patiëntrelevante niveaus, zal consortiumpartner ESQlabs specifieke fysiologisch-gebaseerde computationele modellen ontwikkelen. Het doel van δypha is om de celkweek en het testen van geneesmiddelen te verbeteren met geautomatiseerde en continue fluïdische controle in standaard celkweekplaten
Nauwkeurige vloeistofregeling om celkweek en medicijntesten te verbeteren
Verbeterde in-vitromodellen zijn nodig bij de ontwikkeling van geneesmiddelen De pijplijn voor de ontwikkeling van preklinische geneesmiddelen biedt mogelijkheden om de efficiëntie te verbeteren, aangezien meer dan 90% van de geneesmiddelen faalt in klinische studies. Om dit te bereiken moet de voorspelbaarheid van de huidige celkweekmodellen verder worden verbeterd. Een van de aspecten die ontbreken in de huidige celkweeksystemen is de juiste tijdschaal van veranderingen in het celkweekmedium. Veel processen in het menselijk lichaam hebben een tijdschaal in de orde van seconden, minuten of uren. In standaard celkweek die gebruikt worden voor drugstesten is deze kinetische component echter niet opgenomen. Het kunnen toepassen van dynamische veranderingen in de cellulaire omgeving is cruciaal voor een beter begrip van cellulair gedrag. Ook zouden onderzoekers dergelijke veranderingen gebruiken voor het simuleren van fluctuerende medicijnconcentraties zoals die bij patiënten worden waargenomen. waardoor de complexe relaties tussen blootstelling aan medicijnen en de therapeutische of bijwerkingen ervan nauwkeuriger kunnen worden onderzocht. Echter, Omdat gebruiksvriendelijke technologie om de omstandigheden in celkweken dynamisch te controleren ontbreekt, zijn wetenschappers momenteel sterk op diermodellen om de kinetiek van geneesmiddelen te bestuderen. Potentiële beperkingen in de vertaalbaarheid van resultaten verkregen in dieren naar de menselijke situatie, in combinatie met het doel om diermodellen te verminderen of zelfs te vervangen (3Rs-beginsel), onderstreept de noodzaak voor het ontwikkelen van alternatieven in biomedisch onderzoek.
Een oplossing bieden zonder de manier waarop biologen werken te veranderen
Sync Biosystems lost dit probleem op door celkweekapparaten te verbinden met hun vloeistofregelsysteem. De technologie is gebaseerd op een speciaal ontworpen adapter die standaard celkweekapparaten verbindt met het geautomatiseerde fluidic systeem, waardoor op elk moment door de gebruiker gedefinieerde medicijnconcentraties kunnen worden toegediend. Dit geeft biologen van celkweken de mogelijkheid om te controleren hoe het medium of de medicijnconcentraties in de loop van de tijd veranderen, zonder hun reguliere workflow te veranderen. Dr. Dannis van Vuurden, kinderoncoloog bij het Prinses Máxima Centrum voor Kinderoncologie, legt uit voor kinderoncologie, legt uit: “Als we in ons model niet kunnen controleren hoe de medicijnspiegels in de loop van de tijd veranderen, kunnen we nooit
begrijpen wat er werkelijk in een patiënt gebeurt. De celkweekmodellen die we gebruiken zijn van grote waarde, maar we moeten ze onderwerpen aan de juiste, patiëntachtige omstandigheden.” Op basis van klinische gegevens weten we dat de volgorde en timing van
het toedienen van verschillende medicijncombinaties een enorm effect kunnen hebben op het vermogen om tumorcellen te doden. Met de δypha technologie kunnen we nu verschillende combinaties van geneesmiddelen op een geïnformeerde en geautomatiseerde manier testen.
De microfluïdische adapter is zachter dan een pipet
Een van de redenen waarom controle moeilijk is, is dat de celkweek geen schuifspanning of turbulentie mag ondervinden, waardoor het een uitdaging is om de omgeving van de cellen te veranderen. turbulentie, waardoor het een uitdaging is om de omgeving van de cellen te veranderen. Traditionele (automatische) pipetten veroorzaken dergelijke effecten, terwijl de oplossing van Sync Biosystems bewezen heeft voorzichtiger te zijn dan een pipet. Zelfs cellen in suspensie kunnen automatisch ververst worden terwijl het celverlies tot een minimum beperkt blijft. De sleutel hiervoor ligt in het ontwerp van de plug-and-play adapter. Dr. Marijn Vlaming, hoofd van Biotherapeutics Drug Discovery bij Charles River, is verheugd om de technologie te gebruiken: “In onze laboratoria gebruiken we verschillende complexe celkweekmodellen, zoals primaire cel-, stamcel- en zoals primaire cel-, stamcel- en organoïdemodellen, waarmee we het menselijk lichaam in een schaaltje proberen na te bootsen. De cellen geven de menselijke biologie nauwkeurig weer, maar maar ze zijn ook erg gevoelig voor hun micro-omgeving. Subtiele veranderingen kunnen veel variaties introduceren, en dit is iets wat we met deze technologie binnen het δypha-project willen oplossen.”
Hightech engineering inzetten voor biotechnologische toepassingen
Sinds het begin van de jaren 2000 heeft de biotechnologie een opmerkelijke groei doorgemaakt. modellen zoals organoïden en stamcelmodellen. “Maar de omgeving waarin ze gekweekt worden, is in principe nog steeds de toen ik ongeveer 10 jaar geleden overstapte van engineering naar stamcelbiologie; het niveau van controle in celkweek is veel lager dan in gebieden als micro-elektronica. Het is dan ook geen verrassing dat de resultaten bij het testen van medicijnen testen met behulp van celkweekmodellen vaak buitensporige variabiliteit vertonen.” Om de high-tech manier van manier van denken naar celkweek te brengen, werd Sync Biosystems opgericht als onderdeel van de Demcon groep, een Nederlands high-tech engineeringbedrijf bedrijf dat actief is op vele gebieden. System Engineer Jasmijn Büskens voegt hieraan toe: “Het is belangrijk om deze verschillende manieren van samen te brengen: hightech en biotech, maar ook de computationele modellering van ESQlabs en farmacologie. De dingen die we proberen op te lossen zijn te complex voor slechts één discipline.”
Europese subsidie om impact te maken
Juist dit soort innovaties die wetenschappelijk verantwoord zijn en de potentie hebben om een enorme impact te maken op de wereld, daar is de European Innovation Council naar op zoek. Tessa de Korte voegt hieraan toe: “Met de mate van controle die we hier willen bereiken, kunnen we experimenten in celkweek uitvoeren die voorheen niet mogelijk waren. die voorheen niet mogelijk waren. We schalen onze activiteiten verder dan wat haalbaar is in diermodellen. Het vergroten van de voorspellende voorspellende kracht van celkweekmodellen houdt de belofte in dat we de afhankelijkheid van dierproeven aanzienlijk kunnen verminderen.” Echter, om daadwerkelijk impact te hebben is meer nodig dan alleen gedegen wetenschap. Van Meer merkt op: “Het winnen van deze prestigieuze subsidie bevestigt dat onze technologie een gamechanger kan worden op het gebied van celkweek en medicijntesten. Nu moeten we de volgende stap zetten in product- en marktontwikkeling. Met de EIC-financiering kunnen we de δypha-technologie verder ontwikkelen en, en samen met onze partners zullen we de impact van onze technologie aantonen op de uitdagingen waar zij momenteel mee te maken hebben.
Link magazine februari/maart 2024 Thema: Verdienmodel van de toekomst voor de BV Nederland. Lees Link magazine digitaal of vraag een exemplaar op bij mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Sync Biosystems, opgericht in 2022, streeft ernaar het controleniveau van bestaande celkweekmodellen te verhogen door gebruik te maken van high-tech engineering. Sync Biosystems beschikt over ervaren biologen en ingenieurs op het gebied van celkweek en zorgt ervoor dat hun oplossingen plug-and-play zijn, zodat eindgebruikers hun manier van werken niet hoeven te veranderen. Tijdens de ontwikkeling van het controleproduct, heeft het team een intern systeem om contractonderzoeksdiensten aan klanten te leveren. Sync Biosystems is gevestigd op het Leiden Bio Science Park en maakt deel uit van de Demcon groep.
Demcon (1.000+ medewerkers) ontwikkelt, produceert en levert technologie en innovatieve producten. De Demcon groep heeft vestigingen in Best, Enschede, Delft, Groningen, Leiden, Maastricht (Nederland), Münster (Duitsland), Tokyo (Japan) en Singapore. Het bedrijf is ontstaan uit de passie van de oprichters voor het combineren van creativiteit en technische vaardigheden om complexe problemen van technologische en sociale aard op te lossen. Daarnaast zet Demcon zich in voor het stimuleren van ondernemerschap te stimuleren en te investeren in talent en opleiding.
Het Bambino Gesù Kinderziekenhuis, een instelling die behoort tot de Heilige Stoel, is een van de grootste Europese kinderziekenhuizen en onderzoekscentra. De onderzoekslaboratoria van het ziekenhuis zijn uitgerust met de modernste technologieën voor cellulair, moleculair en genetisch onderzoek en met een farmaceutische GMP-faciliteit gewijd aan de productie van medicijnen voor geavanceerde therapieën. Met name het onderzoeksgebied Pediatrische Onco-hematologie ontwikkelt nieuwe moleculaire diagnostische benaderingen gericht op de stratificatie van pediatrische kankerpatiënten en leidt nationale en en leidt nationale en internationale onderzoeken gericht op de ontwikkeling van innovatieve cel- en gentherapieprotocollen, van lab tot bed, uitvoeren van fase I/II klinische onderzoeken. Elk jaar komen ongeveer 400 kankerpatiënten naar OPBG voor behandeling. Van deze patiënten 120 patiënten met tumoren van het centrale zenuwstelsel. Maria Vinci, PhD, leidt de Pediatric High-Grade Glioma-groep. Haar team heeft langdurige expertise in het genereren van primaire, van patiënten afgeleide celmodellen. De ontwikkeling en preklinische toepassingen van diffuse glioommodellen in de middellijn zullen van vitaal belang zijn om de kracht van het δypha-systeem aan te tonen.
ESQlabs, geleid door CEO Dr. Stephan Schaller, biedt modellerings- en simulatieoplossingen op het gebied van farmacokinetische/farmacodynamische en PBPK-modellering en op fysiologie gebaseerde kwantitatieve systeemfarmacologie. farmacologie. Het maakt gebruik van de open source OSP Suite, waaraan het actief bijdraagt aan de ontwikkeling en deelneemt in de de gebruikersgemeenschap. ESQlabs biedt momenteel verschillende diensten aan, waaronder modelontwikkeling en -verfijning, data integratie en consulting voor klanten in de biowetenschappen en farmacologie. ESQlabs heeft een team van meer dan 30 wetenschappers met uitgebreide expertise op het gebied van modellering, statistiek, farmacologie en softwareontwikkeling. De toepassing toepassingsgebied en het aantal gebruikers van de OSP Suite voor het maken van digitale weergaven van de menselijke biologie groeit voortdurend. Principieel wetenschapper Christian Maass, PhD, leidt de platformontwikkeling voor digitale tweelingen voor organ-on-chip en microfysiologische systemen. microfysiologische systemen, wiens expertise essentieel zal zijn in het project.
