Od (bio)analitičnih laboratorijev do kliničnih raziskav: Tehnologija, ki pospešuje odkrivanje novih zdravil in terapij
Razvoj novih terapij za neozdravljive in težko ozdravljive bolezni predstavlja enega največjih izzivov sodobne medicine. Čeprav se znanstveni napredek pospešuje, lahko proces od začetnega raziskovanja do kliničnega preizkušanja traja desetletja. Kljub ogromnim naložbam v raziskave in razvoj le majhen delež zdravil doseže trg. Statistika kaže, da od 10.000 potencialnih zdravil, razvitih v laboratorijih, le eno postane komercialno dostopno, kar odraža zahtevnost in nepredvidljivost tega procesa.
Izzivi pri odkrivanju novih zdravil in terapij
Kljub znanstvenemu napredku se raziskovalci na poti do novih zdravil soočajo s številnimi ovirami – od identifikacije ciljnih molekul in razvoja celičnih modelov do zapletenih in dolgotrajnih laboratorijskih testiranj. Visoki stroški in visoka stopnja neuspeha predstavljajo dodaten izziv.
Za uspešen razvoj novih zdravil je treba pospešiti raziskovalne procese, skrajšati čas testiranja in izboljšati natančnost analiz. Inovacije v laboratorijski (bio)analitiki in nove tehnologije igrajo ključno vlogo pri premagovanju teh izzivov, saj omogočajo hitrejši in učinkovitejši razvoj.
Inovacije v laboratorijski analitiki, ki pospešujejo raziskave
Sartorius BioAnalytics ponuja širok nabor izdelkov za različne laboratorijske procese – od modeliranja bolezni in razvoja terapij do optimizacije razvoja celičnih linij. Njihove rešitve so zasnovane tako, da izpolnjujejo realne potrebe uporabnikov ter jim omogočajo hitrejše in enostavnejše eksperimente, na primer z avtomatizacijo procesov zbiranja in analize podatkov.
"Sistemi iQue®, Octet®, Incucyte® in CellCelector® odpravljajo ključne težave raziskovalcev: zmanjšujejo verjetnost neuspeha ter skrajšujejo čas in stroške raziskav. Z drugimi besedami, pospešujejo iskanje obetavnih kandidatov za zdravila."
Kimberly Wicklund, Head of Product Management Lab Products & Services Division
Tehnologija za natančno izolacijo celic in celičnih linij
Za številna biološka zdravila je naslednji korak iskanje in razvoj celične linije, ki bo proizvajala potencialno zdravilo. CellCelector® omogoča analizo velikega števila kloniranih celičnih linij na podlagi produktivnosti, hitrosti rasti in drugih značilnosti ter pomaga pri izbiri najperspektivnejših kandidatov za nadaljnji razvoj. Ključna prednost je zmožnost natančne identifikacije klonov, nastalih iz ene same celice, kar zagotavlja 100-odstotno monocelularnost – nujen pogoj za razvoj celičnih linij, ki delujejo kot "biološke tovarne" določenih terapevtskih proteinov.
Tehnologija za neprekinjeno spremljanje in analizo celic brez motenj vzorcev
Na začetku raziskovalnega procesa sistem za analizo živih celic Incucyte® pomaga znanstvenikom bolje razumeti mehanizme bolezni. Nameščen v inkubatorju omogoča 24/7 spremljanje in analizo celičnih reakcij, vključno z rastjo, migracijo, spremembami v velikosti ali obliki ter odzivi na potencialna zdravila. Ta tehnologija je omogočila raziskovanje ciljnih molekul znotraj živih celic, kar je bilo ključno pri razvoju terapij proti koronavirusu, kjer je bil eden glavnih ciljev spike protein virusa SARS-CoV-2.
Hitrejša identifikacija obetavnih kandidatov s pretočno citometrijo
Po identifikaciji ciljne molekule raziskovalci analizirajo obsežne knjižnice spojin, da bi našli tiste, ki lahko interagirajo s ciljem in imajo potencialni terapevtski učinek. Ta proces vključuje testiranje velikega števila celičnih vzorcev ali delcev, obdelanih z različnimi spojinami. Sistem iQue®3 omogoča hitrejšo identifikacijo obetavnih kandidatov, saj ponuja najhitrejši čas analize vzorcev v industriji in avtomatizirano analizo podatkov. S to tehnologijo je mogoče pregledati na tisoče spojin v nekaj urah, namesto v nekaj dneh.
Naprava za analizo interakcij bioaktivnih molekul v realnem času
Po identifikaciji potencialnega kandidata za zdravilo ga je treba dodatno optimizirati. Octet® je industrijski standard za screening in karakterizacijo kinetike, ki omogoča analizo proteinov, merjenje interakcij med spojino in ciljno molekulo v realnem času ter analizo afinitete in kinetike vezave. Ti dejavniki so ključni za določitev optimalnega odmerjanja in učinkovitosti zdravila.
Vloga umetne inteligence v (bio)analitiki
Tradicionalna obdelava slik zahteva veliko izkušenj in znanja. Umetna inteligenca (AI) raziskovalcem pomaga pri analizi kompleksnih podatkov, kot je prepoznavanje celic in njihovih značilnosti, kar znatno pospešuje in poenostavlja raziskovalni proces.
Z algoritmi strojnega učenja je mogoče razviti modele, ki avtomatizirajo prepoznavanje celic in njihovih značilnosti, s čimer se zmanjšuje potreba po ročnem delu in povečuje natančnost analiz. Takšni AI moduli so integrirani v Incucyte®, kar raziskovalcem omogoča natančno identifikacijo živih in mrtvih celic že prvi dan uporabe, kar vodi do hitrejše analize in bolj zanesljivih rezultatov.
"Z umetno inteligenco lahko razvijamo izdelke, ki izkoriščajo neverjetne sposobnosti človeških možganov – in jih celo presegajo. Možgani imajo izjemno sposobnost prepoznavanja vzorcev in vizualnih povezav. Vedno me je fasciniralo, ko so znanstveniki gledali slike celic na zaslonu, pokazali na eno in rekli: 'To je tista, ki me zanima!'. Nato sem ure in ure razvijala algoritme za obdelavo slik, da bi to ponovila – včasih pa to sploh ni bilo mogoče... Toda zdaj lahko s pomočjo umetne inteligence razvijamo izdelke, ki izkoriščajo neverjetne sposobnosti človeških možganov – in jih celo presegajo."
Kimberly Wicklund, vodja produktnega managementa, Lab Products & Services Division
Napredni celični modeli: Nove možnosti v raziskavah in razvoju terapij
Napredni celični modeli so ključno področje raziskav celičnih terapij, odkrivanja zdravil, toksikologije in tkivnega inženiringa. Ti laboratorijsko razviti modeli posnemajo biološke procese v človeškem telesu in zagotavljajo realističnejši prikaz celičnega vedenja kot tradicionalni modeli. S tem omogočajo boljše razumevanje bolezni, natančnejša testiranja zdravil in zmanjšanje potrebe po poskusih na živalih.
Ker so celični modeli zelo občutljivi in težko ponovljivi, Sartorius ponuja širok nabor rešitev, reagentov in potrošnega materiala, ki olajšajo delo s takšnimi celicami – od faktorjev rasti in citokinov brez živalskega izvora, ki uravnavajo rast in diferenciacijo celic, do reagentov za karakterizacijo modelov in validacijo podatkov. Ta orodja raziskovalcem omogočajo hitrejši in učinkovitejši razvoj novih terapij.
Prihodnost bioanalitike
Raziskovalci, ki se vsakodnevno soočajo z izzivi pri analizi podatkov in izolaciji celic, lahko s pomočjo inovacij, ki jih razvija Sartorius, bistveno izboljšajo svoje raziskave. Naša misija je omogočiti znanstvenikom, da se osredotočijo na tisto najpomembnejše: reševanje velikih medicinskih izzivov.
Če želite izvedeti več o naših rešitvah, ki lahko pospešijo vaše raziskave, nas kontaktirajte preko e-pošte na sartorius@sartorius.hr ali izpolnite obrazec za povpraševanje.