מומחים לאורגן-על-שבב חדשני Dynamic42 ו- Esqlabs, מומחים בפתרונות מדעי החיים הדיגיטליים, פיתחו בהצלחה מערכת של שלושה איברים, בשיתוף פעולה הדוק עם חטיבת הבריאות הצרכנית של באייר, ומעבדת השליה בבית החולים אוניברסיטת ג'נה. לפלטפורמה פוטנציאל להפחית משמעותית את בדיקות בעלי החיים באמצעות טכנולוגיית Organ-on Chip (OOC) ותוכנת חישוב אינטראקטיבית. מטרת פרויקט הפיילוט לשנה הייתה לאסוף נתונים רלוונטיים קלינית, מכריעים להערכת מועמדי תרופות חדשים במחקר פרה-קליני. תוצאות הפרויקט פורסמו כעת ב- Frontiers בכתב העת Pharmacology.
הפרויקט בדק האם תרופות מסוימות יכולות לחצות את המחסום -פנטלי בדם אצל נשים בהריון – קבוצה של אנשים שנכללים לעיתים רחוקות במחקרים קליניים כתוצאה מהגבלות אתיות ומעשיות. מיקוד מסוים היה בחקירת תרופות במהלך ההיריון, במיוחד סטרואידים כמו פרדניזון, מכיוון שיש נתונים מוגבלים זמינים בפרמקוקינטיקה ובטיחות בתחום זה. מודלים פרה -קליניים קונבנציונליים, כולל מחקרי בעלי חיים, אינם מספקים מידע מספיק על חשיפת התרופות של האם והילד שטרם נולד.
מודל שלוש איברים משפר את החיזוי של תגובת התרופות
כדי לטפל בפער הקיים במחקר תרופות פרה-קליניות, Dynamic42 פיתחה עוד יותר את הפוטנציאל של הפלטפורמה הקיימת שלה, המבוססת על מה שמכונה טכנולוגיית "אורגן על שבב". הפלטפורמה המפותחת מייצגת את שלוש הרקמות האנושיות העיקריות המעורבות בניצול תרופות – כבד, מעיים ושליה. מערכת משאבה משולבת מבטיחה כי מדיום תרבית התאים יסתובב בין הרקמות, ובכך מאפשר סימולציה מציאותית של חלוקת החומרים. הניתוח הדיגיטלי המשולב של הנתונים שנוצרו בפלטפורמה מאפשר העברה לתנאים אנושיים. המערכת מדמה את הספיגה, חילוף החומרים והעברת התרופה באמצעות החומר מודל, מדמה את הקליטה, חילוף החומרים והעברת התרופה.
הדמיה עם טכנולוגיית תאומים דיגיטלית
השימוש בטכנולוגיית תאומים דיגיטליים הוא גישה מבטיחה לשיפור הבטיחות והיעילות של התרופות. בעזרת מודלים ממוחשבים המתארים באופן ריאליסטי תהליכים ביולוגיים, ניתן לדמות את ההשפעות התרופתיות החריפות והארוכות לטווח הארוך. Esqlabs משלב נתונים ניסיוניים מפלטפורמת רב-איברים במודלים מתמטיים כדי לחזות במדויק את התפלגות ומטבוליזם של תרופות אצל נשים הרות. זה תורם להערכה טובה יותר של קשרי מינון-תגובה והערכת סיכונים.
אלטרנטיבה ללא בעלי חיים למחקר פרמקוקינטיקה
למרות שבדיקת בעלי חיים היא לרוב חובה בשלב הפרה -קליני של התפתחות תרופות חדשה, במקרים מסוימים זה יכול להיות קשה להעביר את התוצאות מבעלי חיים לבני אדם. הפלטפורמה המפותחת מייצגת אלטרנטיבה מבטיחה לבדיקת בעלי חיים ותורמת תרומה חשובה להבנת התנהגות התרופות במהלך ההיריון. זה יכול גם לתמוך בהערכה המוקדמת של בטיחות התרופות באוכלוסיות פגיעות. תוצאות אלה מדגישות את הפוטנציאל של המערכת לדמות תהליכים פרמקולוגיים מורכבים בַּמַבחֵנָה ובכך לאפשר תחזיות מדויקות יותר לבטיחות ויעילות התרופות.
ציטוטים מהשותפים
"יצרנו דרך חדשה ומלהיבה לשלב חברי פרלמנט בסביבה רב-איברים עם בסיליקו תחזיות. בעזרת פלטפורמה זו אנו יכולים לקחת הערכת בטיחות ויעילות לתרופות לרמה חדשה לגמרי, ולספק נתונים חשובים לפיתוח טיפולים בטוחים ויעילים, "אמר ד"ר מרטין ראשי, מנכ"ל Dynamic42.
"ב- Esqlabs אנו מתמחים בגישור על הפער בין נתוני מעבדה רטובה ומודלים חישוביים באמצעות הטכנולוגיות של התאומים הדיגיטליים שלנו למחקר תרגומי.
על ידי שילוב הדמיות בסיליקו עם פלטפורמות MPS רב-איברים, אנו מעלים את הבדיקות הפרה-קליניות לרמות חדשות של דיוק ואמינות. פרויקט טייס שיתופי זה עם Dynamic42, Bayer ומעבדת השליה ממחיש כיצד אנו יכולים להפחית את בדיקות בעלי החיים ולהעמיק את ההבנה שלנו את התנהגות התרופות במערכות מורכבות ורלוונטיות אנושיות, "אומר ד"ר כריסטיאן מאס, BU Lead MPSLABS.
מעבדת השליה פעילה במגוון רחב של נושאי מחקר הקשורים לרבייה והריון אנושיים. שיתוף פעולה זה הוא אבן דרך מרכזית לפיתוח מנגנונים חדשים לחקר מחסום השליה ואת התחבורה הסלקטיבית הדו -כיוונית שלו בבני אדם. "
Priv.-Doz. ד"ר דיאנה מוראלס פריטו, סגן מנהלת ומנהיג קבוצות מדעיות, מעבדת שליה
"זה היה דאגה חשובה של באייר במשך שנים כדי למזער את בדיקות בעלי החיים בהתאם לעקרונות ה- 3R (צמצם, מעיד על והחלפה). בפרויקט המשותף עם מדענים מ- Esqlabs, Dynamic42 ומעבדת השליה, הצלחנו לפתח גישות חדשות כדי למזער עוד יותר את בדיקות בעלי החיים. יחד עם זאת, צברנו נתונים מדויקים ואמינים יותר על בטיחות ויעילות תרופות ", אומר Assoc. פרופ 'ראמי אממר, מנהל חדשנות למדע, חדשנות בחזית, אגף בריאות הצרכנים של באייר. "אנו שמחים שעשינו צעד כה חשוב בפיתוח שיטות בדיקה אלטרנטיביות."
