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Media sintéticos tornando-se para organoids crescentes

insights from industryDr. Colin SanctuaryCEO, QGel

Uma entrevista com Dr. Colin Santuário, CEO, QGel, conduziu daqui até abril Cashin-Garbutt, miliampère (Cantab)

Que são organoids e o que impacto poderiam ter na ciência biomedicável e na medicina personalizada?

Organoids é bits do tecido crescidos in vitro, em um ajuste 3D próximo-fisiológico. A particularidade consiste no facto de que os organoids retêm características do paciente que são derivados de, mesmo quando cultivado fora do corpo humano.  Isto é muito diferente de que cultura celular tradicional, convencional pôde fazer sobre os 50 anos passados ou assim.

A capacidade para cultivar cópias pacientes de determinados órgãos, se saudável ou doente, fornece uma oportunidade para reveladores da droga e a ciência biomedicável geralmente de ter um sistema mais relevante e um modelo mais com carácter de previsão para encontrar que as drogas trabalham melhor para que indicação e em que dosagem.

Em que maneiras esta aproximação difere da cultura celular tradicional?

Há duas diferenças principais. O primeiro é que nós estamos tomando pilhas paciente-derivadas, que é muito importante, porque quando você toma uma amostra de um paciente, você não tem apenas um único tipo da pilha; você tem uma aglomeração inteira das pilhas diferentes nessa amostra de tecido que precisam de ser isoladas in vitro, separado e crescido em um sistema. Isto é complexo fazer.

Com sistemas tradicionais as linha celular são imortalizadas; que meios são derivados originalmente dos seres humanos, mas foram isolados, passados e simplificados ao ponto que você está obtendo somente a uma imagem representativa limitada de uma determinada característica de algum tipo da pilha. Daqui, não representa a heterogeneidade ou a complexidade do que acontece realmente no paciente.

Ter um sistema oversimplistic com pilhas convencionais é às vezes vantajoso e nós não podemos escrevê-lo fora ou dizê-lo não é útil, mas nós podemos dizer que tem suas limitações.

Até agora, que limitou o progresso dos organoids na descoberta e nos diagnósticos da droga?

O progresso é limitado na maior parte tentando encontrar as condições que direitas do ambiente ou dos media nós precisamos de fornecer para as pilhas pacientes à partilha, formamos, crescemos e nos tornamos organoids. É sobre como identificar aqueles componentes que recreiam o microambiente fisiológico.

Nós temos um número de peritos na biologia que identificaram estes sistemas de media, as formulações líquidas que quando combinado com as derivar-pilhas enablespatient de uma matriz para se diferenciar e transformar em um organoid. Aquele é o aspecto biológico, que, hoje, é pesquisa fundamental e geralmente não exige estudos em grande escala. Para tais estudos, você está falando sobre um laboratório pequeno que possa tratar ou testar talvez cinco ou dez pacientes e adquirir resultados biológicos significativos

Drogue a descoberta e os diagnósticos presente industrial de ambas as aplicações um grupo diferente de desafios porque a qualidade do resultado biológico exigirá o material de alta qualidade nas quantidades permitir a suficiente produção. Assim ou seja a limitação relaciona-se à incapacidade escalar aplicações organoid para poder a adequadamente droga a descoberta ou diagnósticos personalizados.

Assim que são estes materiais críticos? Isto é o lugar aonde dois factores novos entram o jogo quando nós falamos sobre a factura estas aplicações de uma realidade. Primeiro é fonte de pilha. Tomar pilhas de um paciente e pô-las na cultura na cabeceira ou na facilidade da descoberta da droga são um desafio. É um dos problemas que elevara quando você tem um limitado, um pouco do que uma fonte “ilimitada” de linha celular imortalizadas.

Identificar e resolver os problemas de pilhas preliminares da fonte são um aspecto. O outro aspecto muito importante é que os artigos de investigação organoid que foram publicados todos nos jornais de alto impacto estão baseados nas matrizes 3D animal-derivadas, ou geles laminin-ricos da membrana do porão.

O problema muito conhecido com estes tipos dos geles animais, é que não são a saber evolutivo devido a seu grupo tratar a variabilidade. Trabalham para a pesquisa biológica fundamental, mas até aqui, nenhum sistema do gel fornece a capacidade para ir das dúzias do dos testes aos milhares ou mesmo às centenas de milhares de testes, sem comprometer em resultados científicos.

Houve um progresso tremendo com organoids no nível do fundamentalbiology, que foi publicado em uma vasta gama de jornais de alto impacto. Recentemente, nós estávamos no AACR no Washington DC e testemunhado que os organoids estão falados aproximadamente em toda parte entre academics. Contudo, se você anda transversalmente ao ao lado da construção onde as apresentações industriais estão guardaradas, muito pouco falou sobre organoids, mas um pouco sobre umas metodologias mais convencionais. De o que nós vimos, isto é porque não encontraram uma fonte de pilha e podem nem sequer considerar escalar acima das aplicações devido a estas matrizes animal-derivadas não-evolutivas.

Como importante é o ambiente 3D ao crescer pilhas?

Segundo o tipo da pilha, as pilhas crescentes podem ser muito fáceis ou extremamente complexas. Com certeza as aplicações, linha celular crescentes em uma 2D placa são pela maior parte insuficientes. Após o discurso com os reveladores e os academics da droga, nós podemos ver que a 2D cultura celular é amplamente utilizada e nós acreditamos que está aqui ficar por algum tempo. Agora, isso é para as pilhas simples; aquelas pilhas que são fáceis de crescer, conheceram características e condições conhecidas do crescimento dos media da pilha e assim por diante.

Então, há umas pilhas mais complexas, as pilhas paciente-derivadas, que podem ser extremamente difíceis de crescer. Aqui, o 2D apenas não trabalha. as 2D tecnologias são pela maior parte insuficientes para reproduzir a fisiologia complexa do corpo humano e um outro sistema é necessário. O que foi mostrado ao trabalho é sistemas matriz-baseados 3D - tomando os tipos complexos da pilha que crescem em um ambiente 3D que retem e expressa determinados comportamentos.

Em alguns casos, 3D não é necessário, mas em casos muito complexos ou quando o sistema precisa de prever resultados clínicos, 3D é uma exigência.

Pode você por favor esboçar como QGel desenvolveu uma matriz 3D próximo-fisiológico?

Nossa aproximação foi muito diferente do que é feito geralmente. Eu penso a maioria de começo dos povos com biologia e digo-o que “nos deixe tomar um sistema da pilha que não possa com sucesso ser cultivado e tentado tecnologias diferentes a fazer crescer.” Então, fora das 20 tecnologias que estes povos tentaram, esse parece trabalhar melhor despeja ser incompatível com aplicações na descoberta e nos diagnósticos da droga

Nós tomamos uma outra aproximação onde nós disséssemos “aprovado, esquecemos o tipo da pilha. Deixe-nos olhar o que está cercando a pilha. Porque o ambiente em torno da pilha joga um papel tão tremendo. Isso é do lugar onde nós partimos.”

Este é um campo publicado muito bom, pelo menos no mundo dos matérias biológicos - assim não realmente biologia, mas um pouco os matérias biológicos inspirada por natureza, que consistem em moléculas diferentes e em forças biofísicas diferentes tais como a rigidez do gel que cerca a pilha.

Um exemplo I conceptual pode dar que todos pode se relacionar a é tecido do olho. A matriz que cerca as pilhas do olho é muito macia, visto que com osso, a matriz circunvizinha é muito dura. A cartilagem estaria em algum lugar entre o osso e o tecido do olho.

Estes são o tipo de factores ambientais que nós estávamos olhando à natureza para, como a inspiração. Primeiramente nós definiríamos uma matriz macia ou dura, com base em que tipo de órgão nós estamos olhando. Então outra vez, os coordenadores biomecânicos executaram análises sérias da diferença na rigidez entre os ambientes de órgãos diferentes.

A rigidez é somente um aspecto e então há o aspecto biológico. Há alguns factores de crescimento que são exigidos para que o rim cresça, por exemplo, visto que aqueles mesmos factores de crescimento não fariam o cérebro o tecido crescer. O cocktail dos factores de crescimento exigidos para um órgão não é o mesmo que aquele para um outro órgão. Este é igualmente muito bom publicado. Nós definimos que tipo específico da pilha é necessário e então nós incorporamos os factores relevantes em um gel com alguma rigidez.

Finalmente, há o aspecto bioquímico. Nós estamos remodelando-nos constantemente. A tomada desossa por exemplo: há as pilhas que comem acima do osso e das pilhas que criam o osso, com o esqueleto humano do todo que está sendo substituído cada 12 meses. Uma etapa chave nesta substituição é degradar a matriz, que é um processo bioquímico. Nós olhamos este e muitos outros processos a ser inspirados e definimos como incorporar a bioquímica em nossos geles. É uma tecnologia muito complexa que tome quase 20 anos de revelação do R&D para obter a onde nós somos hoje.

Nós combinamos todos estes factores em uma tecnologia altamente complexa: rigidez, factores de crescimento biológicos e factores de degradação bioquímicos, e incorporado lhes em um produto que apenas trabalhe. Cada formulação que nós criamos é original e específica a cada tipo da pilha que está sendo pesquisado.

Hoje, você envia um gel do cérebro a um cliente que os use neurónios e, contanto que seguem as condições direitas dos media e assim por diante, seja garantido para crescer reprodutìvel os neurónios. Nós poderíamos fornecer um outro tipo de gel para o tecido do coração, por exemplo, e poderiam crescer as pilhas do coração em uma maneira directa.

Como pode a tecnologia ser adaptada aos tipos diferentes da pilha?

Nós construímos uma biblioteca sobre de tipos de cem geles e quando combinados com várias condições dos media, QGel podemos aproximar as matrizes diferentes dentro do corpo. Nós miniaturizamo-lo; nós trabalhamos com robôs que seguram volumes muito pequenos e nós temos uma solução evolutiva.

Porque nós fizemos aquele, um cliente ou um instituto de investigação poderiam dizer-nos “que nós temos um tipo da pilha que nós não possamos conseguir crescer e nós gostemos de encontrar uma matriz 3D próximo-fisiológico que permitisse que cresça.” Nós podemos tomar aqueles tipos da pilha, ou poderiam fazê-la em sua facilidade, e nós executamos uma tela inicial de diverso dúzia geles mas podemos ir acima a cem geles diferentes caso necessário. Então, nós obtemos um readout que nos diga que tipo melhor do gel promove o crescimento daquelas pilhas específicas.

Isto é como nós desenvolvemos e ajustamos nossos geles organoid, e agora nós estamos indo mesmo mais com projectos que apontam mover o uso dos organoids na clínica e nos encanamentos da revelação da droga.

Será possível fabricar em grande escala a matriz 3D para a selecção da droga e as outras aplicações?

, Com a matriz de QGel 3D. A empresa foi fundada na ideia que um dia a biologia trabalharia, mas pelos quatro ou cinco anos passados nós fomos focalizados no upscalability desta tecnologia.

Em 2008-2009, o gel tinha sido somente manufacturado em um nível do micrograma e custaria diverso mil dólares pela aplicação, que apenas não seria praticável para o cientista geral. Contudo, agora nós podemos fabricar no nível do quilograma e os custos foram reduzidos significativamente de modo que nós fôssemos comparáveis no preço às matrizes padrão do gel que são derivadas dos animais.

Esta é uma etapa grande para a frente. A fabricação é somente um lado da história para upscaling. O outro lado, que é extremamente importante, é relacionado aos trabalhos e à usabilidade. Se você teve um produto consistir em 20 componentes diferentes que necessários para ser montado pelo cliente na altura da selecção ou os diagnósticos da droga, a seguir você poderia a esquecer. Você precisa de poder entregar um produto que possa ser enviado na temperatura ambiente e tem uma vida útil que os meios ele não precisem de ser usados dentro de um dia do receber.

Estas são perguntas práticas, não-científicas, mas estes factores fá-lo-ão ou quebrá-lo-ão quando se trata de usar o produto. Nós trabalhamos por três anos que adaptam nosso gel e que trabalham nos parâmetros da qualidade da distribuição de nosso produto e trabalhamos pròxima com um número de laboratórios farmacêuticos equipados com o equipamento da automatização da alto-produção, para certificar-se de que os produtos que nós entregamos são compatíveis.

Eu posso dizer com confiança, como este foi o feedback directo de nossos clientes, que nossa solução é a melhor na classe para este tipo de descoberta da droga e das soluções 3D upscaled com geles.

Que impacto você espera a tecnologia de QGel tem na descoberta da droga?

Com modelos mais com carácter de previsão, os estudos pré-clínicos baseados pilha têm melhores possibilidades ser bem sucedidos. Nós hopet que os cientistas poderão focalizar mais recursos em drogas prometedoras, e interrompemos campanhas mal sucedidas da droga mais cedo.  Há dois ramos a este. Primeiro é descoberta da droga e a outro é medicina personalizada.

Se você tem um modelo mais com carácter de previsão com um sistema biológico que represente um paciente ou uma associação dos pacientes, você poderá prever e aumentar melhor a taxa de êxito de um composto porque abaixa o encanamento da revelação da droga.

Actualmente, se 20 compostos o fazem em estudos clínicos, simplesmente um o fará à aprovação. O custo da falha, é tremendo e este é bem documentado. Se nós podemos reduzir essa taxa e a fazer de modo que cinco de 20 que vão no alcance do encanamento o mercado, a seguir a indústria farmacêutica terá cinco produtos novos no mercado. Isso podia potencial conservar seu custo da revelação quíntuplo. Isto é como nós podemos avaliar onde QGel poderia ir com esta aplicação da descoberta da droga.

Em termos das aplicações na medicina personalizada, ser mais com carácter de previsão quando se trata dos pacientes significa o melhoramento do cuidado, e eventualmente os salvares vidas. Se um paciente é doente com cancro, por exemplo, e nós podemos tomar uma biópsia desse cancro e para a crescer em organoids ou tumoroids em uma maneira evolutiva, a seguir um painel de drogas aprovadas pode ser testado no cancro do paciente próprio, sem ele que é necessário para testar directamente o paciente. O clínico poderia então obter um readout de que droga, combinação da droga, o andat que a dosagem, que o paciente deve receber.

Que você pensa as posses futuras para organoids crescentes e a medicina personalizada?

No nível científico, fundamental, eu penso que o crescimento dos organoids é um campo crescendo. Quando você olha citações e como um organoid está usado frequentemente, você vê que está havido um renascimento desde 2009. Eu penso que nós somos ainda nos primeiros dias da tecnologia organoid quando se trata das aplicações paciente-relevantes, com os modelos organoid que estão sendo usados por companhias farmacéuticas.

Eu prever aquele, uma vez que os primeiros estudos clínicos estão executados, e os primeiros resultados são bem sucedidos, haverá uma SHIFT em como os povos são tratados. Mudará dràstica.

A adivinhação que os clínicos são forçados a fazer quando escolher a terapia direita para o paciente não será eliminada, mas será reduzida muito. De um ponto de vista da economia da saúde, isto igualará às economias tremendas em custos dos cuidados médicos para países ou companhias de seguros, segundo o sistema.

Por exemplo, o NHS pôs iniciativas para a frente para reduzir tremenda o custo dos cuidados médicos, com aproximações personalizado ou da precisão-medicina. Contudo, a não ser a genómica, as aproximações da medicina da precisão não são cabeceira ainda. Não levam em consideração o dia onde o paciente é doente. Você pode usar a análise genomic para prever a probabilidade que alguém obterá ao cancro, mas que não ajuda muito. Quando uma pessoa obtem o cancro é quando o cronômetro começa sobre se estão indo sobreviver ou não, que é quando nós precisamos ferramentas de prever melhor estratégias do tratamento para esse paciente.

Eu penso que o futuro é extremamente brilhante, mas há ainda alguns desafios críticos a ser superados, antes que nós possamos falar sobre organoids como uma solução para a descoberta da droga e a medicina personalizada.

Que é a visão de QGel?

A visão de QGel é ser um actor importante em permitir a tecnologia permitir uns modelos mais com carácter de previsão que poderiam ter a aplicação imediata hoje na descoberta da droga, mas vai em conjunto com medicina personalizada.

Eu prever QGel ser um fornecedor crítico, não somente nos materiais, mas igualmente no "knowhow" em como fornecer o acesso à tecnologia organoid onde importa, que é na indústria farmacêutica onde as empresas estão tentando desenvolver as drogas que podem salvar vidas dos pacientes'.

Por outro lado, nós transferiríamos estes experiência e "knowhow" em uma maneira simples que pudesse ser escalada e adotado em um ajuste do hospital ou em um ajuste do centro da química, onde os organoids poderiam igualmente ser usados para salvar vidas dos pacientes'. Esta é nossa visão e é realmente bastante emocionante agora, dado os resultados que nós estamos obtendo.

Que desafios principais ainda se encontram adiante?

Os grupos centrados sobre a medicina personalizada são hoje os pesquisadores fundamentais que têm o acesso às pilhas pacientes que são próximas ao hospital, muito em uma pequena escala. Eu penso se você conta o número de peritos organoid, você poderia provavelmente encher uma sala pequena.

Contudo, do ponto de vista clínico, mesmo quando você olha apenas o mundo desenvolvido, os clínicos enfrentam o desafio de endereçar o que é uma epidemia do cancro. Se você olha Europa e os E.U., há milhões de exemplos novos do cancro cada ano.

Tentar girar uma tecnologia organoid que trabalhe para um punhado dos povos em algo que os clínicos tomam seriamente e usa cada dia está indo ser um desafio significativo. Indo para trás à visão de QGel, em algum momento os clínicos devem comprar nesta tecnologia e, geralmente, em clínicos são tão ocupados tratando os pacientes que vêem e se tornaram anexados emocionalmente a, que está indo ser um grande desafio para trazer o que está acontecendo no lado fundamental sobre aos crentes e aos primeiros motores no lado clínico.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

QGel

Sobre o Dr. Colin Santuário

Director geral, membro da administração & fundador

Colin é um coordenador e ele biomedicáveis posições guardaradas em Straumann e Medtronic antes de fundar QGel em 2009.

April Cashin-Garbutt

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April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

Citations

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