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Ambientes sintetizados que se convierten para los organoids cada vez mayor

insights from industryDr. Colin SanctuaryCEO, QGel

Una entrevista con el Dr. Colin Sanctuary, CEO, QGel, conducto en abril Cashin-Garbutt, mA (Cantab)

¿Cuáles son organoids y qué impacto podrían tener en ciencia biomédica y remedio personalizado?

Organoids es brocas del tejido crecidas in vitro, en una fijación cercano-fisiológica 3D. La particularidad consiste en el hecho de que los organoids conservan las características del paciente que se derivan de, incluso cuando está cultivado fuera del cuerpo humano.  Esto es muy diferente de qué cultivo celular tradicional, convencional ha podido durante los últimos 50 años o tan hacer.

La capacidad de cultivar las copias pacientes de ciertos órganos, es sano o enfermo, ofrece una oportunidad para los reveladores de la droga y la ciencia biomédica en general de tener un sistema más relevante y un modelo más profético para descubrir que las drogas trabajan mejor para qué indicación y en qué dosificación.

¿De qué maneras esta aproximación difiere de cultivo celular tradicional?

Hay dos diferencias principales. El primer es que estamos tomando las células paciente-derivadas, que es muy importante, porque cuando usted recoge una muestra de un paciente, usted no tiene apenas un tipo unicelular; usted tiene una aglomeración entera de diversas células en esa muestra de tejido que necesiten ser aisladas, ser disociadas y ser crecidas en un sistema in vitro. Esto es complejo hacer.

Con los sistemas tradicionales se inmortalizan las variedades de células; qué medios se derivan originalmente de seres humanos, pero se han aislado, se han pasado y se han simplificado al punto que usted está consiguiendo solamente a retrato representativo limitado de cierta característica de cierto tipo de la célula. Por lo tanto, no representa la heterogeneidad o la complejidad de qué suceso real en el paciente.

Tener un sistema oversimplistic con las células convencionales es a veces ventajoso y no podemos amortizarlo o decirlo no es útil, pero podemos decir que tiene sus limitaciones.

¿Hasta ahora, qué ha limitado el progreso de organoids en descubrimiento y diagnósticos de la droga?

El progreso es limitado sobre todo intentando encontrar las condiciones correctas del ambiente o de los ambientes que necesitamos ofrecer para las células pacientes a la divisoria, que formamos, que crecemos y que nos convertimos en organoids. Está sobre cómo determinar esos componentes que reconstruyan el microambiente fisiológico.

Tenemos varios expertos en biología que han determinado estos sistemas de ambientes, las formulaciones líquidas que cuando está combinado con las derivar-células enablespatient de una matriz para distinguir y para girar en un organoide. Ése es el aspecto biológico, que, es hoy investigación fundamental y no requiere generalmente estudios en grande. Para tales estudios, usted está hablando de un pequeño laboratorio que pueda tratar o probar quizás a cinco o diez pacientes y detectar resultados biológicos significativos

Drogue el descubrimiento y los diagnósticos presente industrial de ambos usos un diverso equipo de retos porque la calidad del resultado biológico requerirá el material de alta calidad en cantidades habilitar la suficiente producción. Es decir la limitación se relaciona tan con la incapacidad para escalar usos organoides para poder a adecuadamente droga descubrimiento o diagnósticos personalizados.

¿Cuáles son tan estos materiales críticos? Aquí es adonde dos nuevos factores entran en el juego cuando hablamos de hacer estos usos una realidad. Primer es fuente de célula. Tomar las células de un paciente y ponerlas en cultura en la cabecera o en la instalación del descubrimiento de la droga es un reto. Es uno de los problemas que se presenta cuando usted tiene un limitado, bastante que un abastecimiento “ilimitado” de variedades de células inmortalizadas.

Determinar y resolver los problemas de las células primarias de la compra de componentes es un aspecto. El otro aspecto muy importante es que los trabajos de investigación organoides que se han publicado en los gorrones de alto impacto todos están basados en las matrices animal-derivadas 3D, o los geles laminin-ricos de la membrana del sótano.

El problema muy bien-sabido con estos tipos de geles animales, es que no deben es decir escalable a su mezcla tratar variabilidad por lotes. Trabajan para la investigación biológica fundamental, pero hasta ahora, ningún sistema del gel ofrece la capacidad de ir de docenas de o de pruebas a los millares o aún de cientos de miles de pruebas, sin el compromiso en resultados científicos.

Ha habido enorme progreso con los organoids en el nivel del fundamentalbiology, que se ha publicado en una amplia gama de gorrones de alto impacto. Recientemente, estábamos en el AACR en Washington DC y atestiguado que los organoids están hablados alrededor por todas partes entre académico. Sin embargo, si usted recorre a través a la puerta siguiente del edificio donde se llevan a cabo las presentaciones industriales, muy poco habló sobre organoids, pero bastante sobre metodologías más convencionales. De lo que vimos, esto es porque no han encontrado una fuente de célula y pueden ni siquiera considerar escalar encima de los usos debido a estas matrices animal-derivadas no-escalables.

¿Cómo importante es el ambiente 3D al crecer las células?

Dependiendo del tipo de la célula, las células cada vez mayor pueden ser muy fáciles o extremadamente complejas. Con certeza los usos, las variedades de células cada vez mayor en una 2.a placa son en gran parte escasos. Después de hablar con los reveladores y académico de la droga, podemos ver que el 2.o cultivo celular es ampliamente utilizado y creemos que está aquí tirante desde hace bastante tiempo. Ahora, eso está para las células simples; esas células que son fáciles de crecer, han conocido características y condiciones sabidas del incremento de los ambientes de la célula y así sucesivamente.

Entonces, hay células más complejas, las células paciente-derivadas, que pueden ser extremadamente difíciles de crecer. Aquí, el 2.o apenas no trabaja. las 2.as tecnologías son en gran parte escasas para reproducir la fisiología compleja del cuerpo humano y otro sistema es necesario. Qué se ha mostrado al trabajo es sistemas matriz-basados 3D - tomando los tipos complejos de la célula que crecen en un ambiente 3D que conserva y expresa ciertos comportamientos.

En algunos casos, 3D no es necesario, sino que en casos muy complejos o cuando el sistema necesita predecir resultados clínicos, 3D es un requisito.

¿Puede usted contornear por favor cómo QGel ha desarrollado una matriz cercano-fisiológica 3D?

Nuestra aproximación ha sido muy diferente de qué se hace generalmente. Pienso la mayoría del comienzo de la gente con biología y digo “tomemos un sistema de la célula que no pueda ser cultivado e intentar con éxito diversas tecnologías para hacer que crece.” Entonces, fuera de las 20 tecnologías que esta gente ha intentado, la parecía trabajar mejor resulta ser incompatible con usos en descubrimiento y diagnósticos de la droga

Hemos tomado otra aproximación donde decimos “aceptable, olvidamos el tipo de la célula. Hechemos una ojeada qué está rodeando la célula. Porque el ambiente alrededor de la célula desempeña un tan enorme papel. Aquí es de donde salimos.”

Éste es un campo muy bien publicado, por lo menos en el mundo de los biomateriales - tan no realmente biología, pero bastante los biomateriales inspirada por naturaleza, que consisten en diversas moléculas y diversas fuerzas biofísicas tales como la rigidez del gel que rodea la célula.

Un ejemplo 1 conceptual puede dar que todo el mundo puede relacionarse con es tejido del aro. La matriz que rodea las células del aro es muy suave, mientras que con el hueso, la matriz circundante es muy rígida. El cartílago estaría en alguna parte entre el hueso y el tejido del aro.

Éstos son el tipo de factores ambientales para los cuales observábamos a la naturaleza, como inspiración. Primero definiríamos una matriz suave o dura, sobre la base de qué tipo de órgano estamos observando. Entonces otra vez, los ingenieros biomecánicos han realizado los análisis serios de la diferencia en rigidez entre los ambientes de diversos órganos.

La rigidez es solamente un aspecto y entonces hay el aspecto biológico. Hay algunos factores de incremento que se requieren para que el riñón crezca, por ejemplo, mientras que esos mismos factores de incremento no harían que el tejido cerebral crece. El cóctel de los factores de incremento requeridos para un órgano no es lo mismo que ése para otro órgano. Esto también se publica muy bien. Definimos qué tipo específico de la célula es necesario y entonces incorporamos los factores relevantes en un gel con cierta rigidez.

Finalmente, hay el aspecto bioquímico. Nos estamos remodelando constante. La toma deshuesa por ejemplo: hay las células que comen encima del hueso y de las células que crean el hueso, con el esqueleto humano del conjunto que es reemplazado cada 12 meses. Un paso dominante en este repuesto es degradar la matriz, que es un proceso bioquímico. Observamos esto y muchos otros procesos que se inspirarán y definimos cómo incorporar la bioquímica en nuestros geles. Es una tecnología muy compleja que tardó casi 20 años de revelado del R&D para conseguir a donde estamos hoy.

Hemos combinado todos estos factores en una tecnología altamente compleja: rigidez, factores de incremento biológicos y factores de degradación bioquímicos, e incorporado les en un producto que apenas trabaja. Cada formulación que creamos es única y específica a cada tipo de la célula que es investigado.

Hoy, usted envía un gel del cerebro a un cliente que utilice las neuronas y, siempre y cuando siguen las condiciones correctas de los ambientes y así sucesivamente, los se garantice reproductivo para crecer a las neuronas. Podríamos ofrecer otro tipo de gel para el tejido del corazón, por ejemplo, y podrían crecer las células del corazón de una manera directa.

¿Cómo se puede la tecnología adaptar a diversos tipos de la célula?

Hemos construido una biblioteca sobre de los tipos de cientos geles y cuando están combinados con las diversas condiciones de los ambientes, QGel podemos aproximar las diversas matrices dentro de la carrocería. La hemos miniaturizado; trabajamos con los robots que manejan volúmenes muy pequeños y tenemos una solución escalable.

Pues hemos hecho eso, un cliente o un instituto de investigación podría decir a nosotros “que tenemos un tipo de la célula que no poder conseguir crecer y quisiéramos encontrar una matriz cercano-fisiológica 3D que permite que crezca.” Podemos tomar esos tipos de la célula, o podrían hacerla en su instalación, y realizamos una pantalla inicial de vario docena geles pero podemos subir a cientos diversos geles en caso de necesidad. Entonces, conseguimos una lectura que nos informe qué tipo mejor del gel asciende el incremento de esas células específicas.

Éste es cómo hemos desarrollado y hemos ajustado nuestros geles organoides, y ahora incluso vamos más lejos con los proyectos que apuntan trasladarse el uso de organoids en la clínica y a tuberías del revelado de la droga.

¿Será posible fabricar la matriz 3D a gran escala para la investigación de la droga y otros usos?

, Con la matriz de QGel 3D. Fundaron a la compañía en la idea que un día la biología trabajaría, pero por los últimos cuatro o cinco años nos hemos centrado en el upscalability de esta tecnología.

En 2008-2009, el gel había sido fabricado solamente en un nivel del microgramo y costaría varios miles de dólares por el uso, que apenas no sería posible para el científico general. Sin embargo, ahora podemos fabricar en el nivel del kilogramo y los costos se han reducido importante de modo que seamos comparables en precio a las matrices estándar del gel que se derivan de animales.

Esto es un paso grande adelante. La fabricación es solamente un lado de la historia para upscaling. El otro lado, que es extremadamente importante, se relaciona con el flujo de trabajo y la utilidad. Si usted tenía un producto el consistir en de 20 diversos componentes que necesitaron ser montados por el cliente a la hora de la investigación de la droga o los diagnósticos, después usted podría olvidarla. Usted necesita poder entregar un producto que se pueda expidir en la temperatura ambiente y tiene una vida útil que los medios él no necesiten ser utilizados dentro de un día de recibirlo.

Éstas son preguntas prácticas, no-científicas, pero estos factores lo harán o lo romperán cuando se trata de usar el producto. Hemos trabajado por tres años que adaptaban nuestro gel y que trabajaban en los parámetros de la calidad de la distribución de nuestro producto y hemos trabajado de cerca con varios laboratorios farmacéuticos equipados del equipo de la automatización de la alto-producción, para asegurarse de que los productos que entregamos son compatibles.

Puedo decir con confianza, como ésta ha sido la reacción directa de nuestros clientes, que nuestra solución es la mejor de la clase para este tipo de descubrimiento de la droga y de las soluciones upscaled 3D con los geles.

¿Qué impacto usted espera la tecnología de QGel tiene en descubrimiento de la droga?

Con modelos más proféticos, los estudios preclínicos basados célula tienen mejores ocasiones de ser acertados. Hopet que los científicos podrán centrarse más recursos en las drogas prometedoras, e interrumpimos campañas fracasadas de la droga anterior.  Hay dos brazos a esto. Primer es descubrimiento de la droga y el otro es remedio personalizado.

Si usted tiene un modelo más profético con un sistema biológico que represente un paciente o un centro común de pacientes, usted podrá predecir y aumentar mejor el índice de éxito de una composición pues baja la tubería del revelado de la droga.

Actualmente, si 20 composiciones la hacen en estudios clínicos, sólo uno la hará a la aprobación. El costo de falla, es enorme y éste está bien documentado. Si podemos reducir ese régimen y hacerlo de modo que cinco de 20 que van en el alcance de la tubería el mercado, después la industria farmacéutica tiene cinco nuevos productos en el mercado. Eso podía potencialmente recuperar su costo de revelado quíntuplo. Éste es cómo podemos valorar donde QGel podría ir con este uso del descubrimiento de la droga.

En términos de usos en remedio personalizado, el ser más profético cuando se trata de pacientes significa perfeccionar cuidado, y eventual salvares vidas. Si un paciente está enfermo con el cáncer, por ejemplo, y podemos tomar una biopsia de ese cáncer y crecerla en organoids o los tumoroids de una manera escalable, después un panel de drogas aprobadas se puede probar en el cáncer sí mismo del paciente, sin él que es necesario probar al paciente directamente. El clínico podría entonces conseguir una lectura cuyo droga, combinación de la droga, el andat que la dosificación, que el paciente debe recibir.

¿Qué usted piensa los asimientos futuros para los organoids cada vez mayor y el remedio personalizado?

En el nivel científico, fundamental, pienso que el incremento de organoids es un campo floreciente. Cuando usted observa citaciones y cuantas veces se utiliza un organoide, usted ve que está habido un renacimiento desde 2009. Pienso que todavía estamos en los primeros días de tecnología organoide cuando se trata de usos paciente-relevantes, con los modelos organoides que son utilizados por las compañías farmacéuticas.

Predigo eso, una vez que se realizan los primeros estudios clínicos, y los primeros resultados son acertados, hay un movimiento en cómo tratan a la gente. Cambiará drástico.

La conjetura que fuerzan los clínicos a hacer cuando elegir la terapia correcta para el paciente no será eliminada, solamente él mucho será reducida. Desde un punto de vista de la economía de la salud, esto comparará a los enormes ahorros en los costos de la atención sanitaria para los países o las compañías de seguros, dependiendo del sistema.

Por ejemplo, NHS ha puesto iniciativas adelante para reducir el costo de atención sanitaria enormemente, con aproximaciones personalizada o del precisión-remedio. Sin embargo, con excepción de genómica, las aproximaciones del remedio de la precisión no son cabecera todavía. No tienen en cuenta el día que el paciente está enfermo. Usted puede utilizar análisis genomic para predecir la probabilidad que alguien conseguirá a cáncer, pero que no ayuda a mucho. Cuando una persona consigue el cáncer es cuando el cronómetro comienza conectado si van a sobrevivir o no, que es cuando necesitamos las herramientas predecir mejor las estrategias del tratamiento para ese paciente.

Pienso que el futuro es extremadamente brillante, pero todavía hay algunos retos críticos que se vencerán, antes de que poder hablar de organoids como solución para el descubrimiento de la droga y el remedio personalizado.

¿Cuál es la visión de QGel?

La visión de QGel es ser un protagonista en permitir a tecnología permitir modelos más proféticos que podrían tener uso inmediato hoy en descubrimiento de la droga, pero va de común acuerdo con el remedio personalizado.

Considero QGel el ser proveedor crítico, no sólo en materiales, pero también en los conocimientos técnicos en cómo ofrecer el acceso a la tecnología organoide donde importa, que es en la industria farmacéutica donde las compañías están intentando desarrollar las drogas que pueden salvar vidas a los pacientes las'.

Por otra parte, transferiríamos esta experiencia y conocimientos técnicos de una manera simple que se puede escalar y adoptar en una fijación del hospital o una fijación del centro de la química, donde los organoids se podrían también utilizar para salvar vidas a los pacientes las'. Ésta es nuestra visión y es realmente muy emocionante ahora, dado los resultados que estamos consiguiendo.

¿Qué retos principales todavía mienten delante?

Los grupos centrados en remedio personalizado son hoy los investigadores fundamentales que tienen acceso a las células pacientes que están cercanas al hospital, en mismo una pequeña escala. Pienso si usted cuenta el número de expertos organoides, usted podría llenar probablemente un pequeño cuarto.

Sin embargo, del punto de vista clínico, incluso cuando usted observa apenas el mundo desarrollado, los clínicos hacen frente al reto de dirigir cuál es una epidemia del cáncer. Si usted observa Europa y los E.E.U.U., hay millones de nuevos casos del cáncer cada año.

El intentar girar una tecnología organoide que trabaje para un puñado de gente en algo que los clínicos toman seriamente y utiliza cada día va a ser un reto importante. Volviendo a la visión de QGel, en algún momento los clínicos deben comprar en esta tecnología y, los clínicos están generalmente tan ocupados tratando a los pacientes que ven y que se han sujetado emocionalmente a, que va a ser un gran reto para traer qué está suceso en el lado fundamental encima a los creyentes y a los primeros motores en el lado clínico.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

QGel

Sobre el Dr. Colin Sanctuary

Director general, miembro del Consejo y fundador

Colin es ingeniero y él biomédicos las posiciones llevadas a cabo en Straumann y Medtronic antes de fundar QGel en 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.

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