Eso es lo que trae a la mesa la empresa Molecular Devices, con sede en California. el cultivo celular en 3D automatizado y el análisis de imágenes junto con la tecnología cardioide de HeartBeat.bio para permitir el descubrimiento de fármacos únicos y escalables y las pruebas de seguridad cardíaca.

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en todo el mundo y se cobran aproximadamente 17,9 millones de vidas cada año. Aún así, el mercado de la terapia cardiovascular se ha quedado atrás del espacio de la oncología, y las empresas de capital de riesgo están optando por invertir en nuevas empresas de cáncer, inmunología y neurología.

Hay varias razones para esta falta de inversión en activos de cardiología, una de las cuales es el lento e incierto proceso de descubrimiento y desarrollo de fármacos. Los programas de desarrollo de medicamentos para enfermedades cardiovasculares son complejos y los ensayos clínicos son costosos y requieren miles de pacientes inscritos antes de que se apruebe un medicamento.

La falta de éxito en la comercialización de nuevos medicamentos cardiovasculares tampoco es un factor que sorprenda dado que el 90 por ciento de todos los medicamentos fallan en los ensayos clínicos debido a la cardiotoxicidad.

Estos datos destacan los ineficaces procesos de detección y detección de fármacos que normalmente se basan en modelos animales antes de probar un tratamiento en humanos. De hecho, los estudios han demostrado que los modelos animales son malos predictores de la seguridad de los medicamentos en humanos porque no pueden modelar con precisión la fisiología humana.

En los últimos años, la necesidad de modelos precisos y predictivos ha llevado a la creciente popularidad de los organoides: mini-órganos cultivados en el laboratorio a partir de células madre. Estos cultivos de tejidos 3D autoensamblados están cambiando la forma en que se modelan, estudian y tratan las enfermedades.

El proveedor de tecnología de ciencias biológicas Molecular Devices se asoció recientemente con HeartBeat.bio para automatizar y escalar la producción de cardioides: modelos celulares 3D del corazón que pueden recapitular con mayor precisión la biología humana. Juntos, los socios han desarrollado la primera plataforma integrada de detección y producción de alto rendimiento de extremo a extremo del mundo para organoides cardíacos humanos.

Hablamos con Susan Murphy, presidenta de Molecular Devices, para descubrir cómo las características cardioides pueden mejorar la precisión de la investigación y generar mayores retornos de las inversiones en descubrimiento de fármacos, y cómo la compañía planea llevar a sus clientes de modelos 2D a 3D para convertir el descubrimiento.

¿Puede hablarnos sobre el enfoque convencional para el descubrimiento de fármacos y los beneficios que pueden ofrecer los modelos organoides?

Foto de Susan Murphy

Los enfoques tradicionales de descubrimiento de fármacos utilizan modelos animales y ensayos de detección basados ​​en células para seleccionar nuevos fármacos candidatos. Primero comienzan con una gran cantidad de candidatos a fármacos, que luego se reducen al mejor candidato antes de ingresar a las pruebas clínicas. Esto puede llevar más de una década, costar miles de millones de dólares y, por lo general, solo uno de cada diez candidatos realmente llega a un paciente. Eso es mucho fracaso y mucho tiempo y dinero desperdiciados tratando de encontrar terapias.

Hoy en día, el descubrimiento de fármacos se está desplazando hacia modelos más traducibles y fisiológicamente relevantes, como los organoides. Por ejemplo, la plataforma cardioide de HeartBeat.bio utiliza células madre pluripotentes inducidas (iPSC) para generar tejido cardíaco multicelular 3D que imita la fisiología de un corazón humano. Estas células del corazón se autoorganizan y forman cámaras similares a las de un corazón que imitan la condición humana in vivo.

Los organoides son modelos 3D que son más complejos que los cultivos celulares 2D. Esto viene con el desafío de escalar. ¿Cómo puede la tecnología de Molecular Device abordar estos desafíos?

Molecular Devices tiene un Centro de innovación de organoides que ayuda a los clientes a automatizar el cultivo y el envasado de organoides a escala. Tenemos la tecnología, el hardware y el software para permitir el escalado y eliminar las conjeturas del proceso. Por ejemplo, ayudamos con la automatización, la obtención de imágenes y el manejo de líquidos, y contamos con software y protocolos para ayudar a decidir cuándo pasar las células y desarrollar los organoides.

¿Puede contarnos más sobre la sinergia entre las tecnologías desarrolladas por Molecular Devices y HeartBeat.bio?

HeartBeat.bio incorpora la biología de los organoides cardíacos, mientras que Molecular Devices tiene las capacidades de automatización, hardware e imágenes. Trabajamos con los organoides y demostramos cómo se pueden escalar y cultivar en volúmenes más grandes y reproducibles para permitir pantallas de cardiotoxicidad.

Lo que también hacemos juntos es crear protocolos y medios de cultivo como parte de un kit que se puede usar «listo para usar». Esta es realmente la clave para hacer que los modelos 3D sean más convencionales para el descubrimiento de fármacos al generalizar los ensayos para que cualquiera pueda hacerlo y evaluar a sus candidatos de inmediato.

¿Qué espera lograr Molecular Devices a través de su asociación con HeartBeat.bio?

Nuestro objetivo es ayudar a nuestros clientes a obtener organoides escalables y reproducibles para que puedan realizar pruebas de detección de fármacos antes en el proceso de desarrollo de fármacos en modelos que son más relevantes desde el punto de vista fisiológico. Mediante el uso de sistemas modelo relevantes para humanos, los investigadores pueden llevar terapias a los pacientes antes y a menor costo. Esto es en lo que se centra la asociación con HeartBeat.bio: avanzar en la próxima generación de descubrimiento de fármacos para ayudar a los investigadores a avanzar en sus descubrimientos.

Los organoides y otros modelos 3D son el próximo paradigma para la investigación biológica. ¿Qué papel espera jugar Molecular Devices en esta creciente demanda de tecnología 3D?

Hemos encuestado a cientos de clientes para averiguar qué les impide estudiar organoides y el problema principal es que son difíciles de usar. Y aunque alejarse de los modelos animales es una gran preocupación para nuestros clientes, luchan con la escalabilidad y la falta de reproducibilidad, lo que dificulta el uso de organoides antes en la tubería de descubrimiento de fármacos.

Es por eso que Molecular Devices desarrolla e invierte continuamente en su tecnología para brindar soluciones integradas automatizadas para la detección de organoides. Con nuestro Centro de Innovación de Organoides, nuestro objetivo es llegar a 100 000 exámenes de compuestos y proporcionar más y más protocolos con organoides disponibles comercialmente que se pueden usar para la próxima generación de descubrimiento de fármacos.

De cara al futuro, las principales empresas farmacéuticas ya se han comprometido a utilizar dispositivos moleculares y la tecnología de HeartBeat.bio. Molecular Devices ya cuenta con instalaciones en Austria y el Reino Unido y continúa expandiéndose en Europa, con planes para un nuevo centro de innovación de organoides en Salzburgo, donde los clientes pueden visitar las instalaciones para llevar a cabo la automatización, el desarrollo y la detección de organoides a gran escala.

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