Od (bio)analitičkog laboratorija do kliničkih istraživanja: Sartorius tehnologija ubrzava otkriće novih lijekova i terapija
Razvoj novih terapija i lijekova za neizlječive i teško izlječive bolesti predstavlja jedan od većih izazova u modernoj medicini. Unatoč ubrzanom znanstvenom napretku, samo mali broj lijekova uspije prijeći put od inicijalnog laboratorijskog istraživanja do kliničkog ispitivanja i konačno dospjeti na tržište. Kako bi se povećala uspješnost i ubrzao razvoj terapija, ključno je koristiti napredne tehnologije i inovativna rješenja. Sartorius BioAnalytics portfelj vrhunskih alata i tehnologije za analizu podataka, izolaciju stanica i optimizaciju bioprocesa omogućuje istraživačima brži i učinkovitiji rad, skraćujući vrijeme potrebno za prijelaz iz laboratorija do kliničke primjene.
Izazovi u procesu otkrivanja novih lijekova i terapija
Prema statistikama, od 10.000 potencijalnih lijekova koji se razvijaju u laboratorijima, samo jedan dospije na tržište, što pokazuje koliko su izazovni i neizvjesni ovi procesi. Na putu do znanstvenog napretka i otkrića novih lijekova i terapija stručnjaci su suočeni s brojnim preprekama u procesu od identifikacije molekula, razvoja staničnih modela, do složenih i dugotrajnih laboratorijskih testiranja. Visoki troškovi istraživanja i veliki stopa neuspjeha dodatan su izazov. Stoga, uspješan razvoj novih lijekova zahtjeva naprednu tehnologiju koja podržava visoku preciznost analiza te omogućuje brže istraživačke procese te kraće vrijeme testiranja.
Automatizirana tehnologija koja ubrzava istraživanja
Sartorius BioAnalytics portfelj proizvoda za različite laboratorijske procese, od modeliranja bolesti i razvoja terapija do optimizacije razvoja staničnih linija, osigurava da proizvodi ispunjavaju stvarne potrebe korisnika. Dok automatiziranim procesom prikupljanja i analizom podataka, čine istraživanja jednostavnijima i bržima.
"Sustavi iQue®, Octet®, Incucyte® i CellCelector rješavaju ključne probleme naših korisnika: smanjuju vjerojatnost neuspjeha te skraćuju vrijeme i troškove istraživanja. Drugim riječima, oni ubrzavaju potragu za obećavajućim kandidatima za lijekove."
Kimberly Wicklund, Head of Product Management Lab Products & Services Division
Tehnologija za precizno izoliranje stanica i staničnih linija
Za biološke lijekove važan je pronalazak i razvoj stanične linije koja će proizvoditi potencijalni lijek. CellCelector® omogućuje analizu velikog broja kloniranih staničnih linija prema njihovoj produktivnosti, brzini rasta ili drugim karakteristikama, čime pomaže odabiru najperspektivnijih kandidata za daljnji razvoj. Ključno je precizno identificiranje klonova nastalih iz jedne stanice, čime se osigurava 100% monoklonalnost, što je nužan preduvjet za razvoj staničnih linija koje djeluju kao tzv. "biološke tvornice" određenih terapijskih proteina.
Tehnologija za kontinuirano praćenje i analizu stanica bez ometanja uzoraka
Na početku istraživačkog procesa, sustav za analizu živih stanica Incucyte® pomaže znanstvenicima u boljem razumijevanju mehanizama bolesti. Smješten unutar inkubatora, sustav neprekidno prati i analizira reakcije stanica - uključujući rast, migraciju, promjene u veličini ili obliku te reakcije na potencijalni lijek. Ova tehnologija omogućuje istraživanje ciljanih molekula unutar živih stanica, primjerice spike protein virusa SARS-CoV-2 tijekom potrage za lijekom protiv koronavirusa.
Protočnom citometrijom do brže identifikacije obećavajućih kandidata
Nakon identifikacije ciljane molekule, istraživači analiziraju velike uzorke spojeva kako bi pronašli potencijalne kandidate za terapijski učinak. Ovaj proces zahtijeva testiranje velikog broja uzoraka stanica ili čestica tretiranih različitim spojevima. iQue®3 omogućuje screening tisuća spojeva u svega nekoliko sati umjesto nekoliko dana. Brže vrijeme analize uzoraka i identifikacija obećavajućih kandidata postiže se zahvaljujući automatiziranoj analizi podataka.
Uređaj za analizu interakcija bioaktivnih molekula u stvarnom vremenu
Nakon identifikacije potencijalnog kandidata za lijek, potrebna je dodatna optimizacija. Octet® sustav predstavlja industrijski standard u bioanalitici za karakterizaciju kinetike. Sustav omogućuje analizu povezivanja proteina, mjerenje interakcija između spojeva i ciljanih molekula, analizu afiniteta i kinetike vezanja u stvarnom vremenu. Pomoću tih faktora određuje se učinkovitost i optimalno doziranje za lijek.
Važnost umjetne inteligencije u (bio)analitici
Tradicionalna metoda obrada slika je zahtjevna vještina koja zahtijeva godine iskustva. Primjena umjetne inteligencije (AI) pomaže istraživačima u analizi složenih podataka, poput prepoznavanja stanica i njihovih karakteristika, čime se značajno ubrzava i pojednostavljuje proces istraživanja.
Zahvaljujući AI metodama strojnog učenja, moguće je razviti algoritme koji se mogu obučiti za prepoznavanje stanica i njihovih karakteristika, čime se smanjuje potreba za ručnim radom i povećava preciznost. Takvi moduli umjetne inteligencije integrirani su u Incucyte®, tako da znanstvenici sada mogu već prvog dana korištenja pouzdano identificirati žive i mrtve stanice, što omogućava bržu analizu i preciznije rezultate istraživanja.
"Uz AI, možemo razviti proizvode koji koriste nevjerojatne sposobnosti ljudskog mozga – pa čak ih i nadmašuju. Mozak ima nevjerojatnu sposobnost prepoznavanja obrazaca i vizualnih veza. Uvijek me fasciniralo kada bi znanstvenici gledali slike stanica na ekranu, pokazali na jednu i rekli: 'To je ta koja me zanima!'. Ja bih tada satima razvijala algoritme obrade slike kako bih to ponovila – a ponekad to nije bilo moguće... No sada uz pomoć AI-a možemo razviti proizvode koji koriste nevjerojatne sposobnosti ljudskog mozga – pa čak ih i nadmašuju."
Kimberly Wicklund, Head of Product Management Lab Products & Services Division
Napredni stanični modeli: Nove mogućnosti u istraživanju i razvoju terapija
Napredni stanični modeli su važni prilikom istraživanja staničnih terapija, otkrivanja lijekova, toksikologije i inženjeringa tkiva. Laboratorijski razvijeni stanični modeli oponašaju biološke procese ljudskog tijela te pružaju realističniji prikaz staničnog ponašanja od tradicionalnih modela, čime omogućuju proučavanje mehanizama bolesti, predviđanje odgovora pacijenata na terapiju i preciznija testiranja novih lijekova – ne provodeći testiranja na životinjama. No, stranični modeli su iznimno osjetljivi i teško ih je reproducirati. Sartorius nudi portfelj rješenja, reagensa i potrošnog materijala koji olakšavaju rad s takvim stanicama – od “animal-free” faktora rasta i citokina, koji kontroliraju stanični rast i diferencijaciju, reagensa koji olakšavaju karakterizaciju modela, do validacije podataka. Ova rješenja pomažu znanstvenicima da brže i učinkovitije razvijaju nove terapije.
Budućnost bioanalitike
U budućnosti bioanalitike možemo očekivati da će tehnologije poput umjetne inteligencije i naprednih staničnih modela nastaviti evoluirati i nuditi još preciznije i brže istraživačke alate, što bi moglo omogućiti brže otkriće novih terapija, kao i personaliziraniji pristup liječenju pacijenata.
Za znanstvenike koji se svakodnevno suočavaju s izazovima analize podataka i izolacije stanica, inovacije poput onih koje nudi Sartorius, mogu značiti razliku između uspjeha i neuspjeha u otkrivanju novih terapija. Naša misija je omogućiti istraživačima da se usmjere na ono najvažnije: rješavanje velikih medicinskih izazova.
Saznajte više o rješenjima koja mogu ubrzati vaše istraživanje, a svoj upit pošaljite putem obrasca ili nas kontaktirajte na sartorius@sartorius.hr.