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Une puce de foie spécifique à une espèce pourrait améliorer le taux de réussite des candidats-médicaments dans les essais cliniques – Technologik

Parmi les nombreux modèles micro-ingénierie d'organes sur puce (puces d'organes) développés à l'Institut Wyss, la puce de foie présente un intérêt particulier pour un certain nombre de secteurs, car l'analyse en temps réel d'interactions biochimiques complexes pourrait considérablement augmenter la toxicité hépatique. des tests omniprésents dans le développement de médicaments, d’aliments et d’autres produits de consommation. Le modèle d'innovation unique du Wyss Institute a réuni une équipe multidisciplinaire de collaborateurs issus du monde universitaire, d'agences gouvernementales et de sociétés biopharmaceutiques, pour soutenir la conversion de puces d'organes d'un projet académique vers une plate-forme disponible commercialement pour faire avancer la recherche et le développement.

Emulate, Inc., une société issue du Wyss Institute chargée de commercialiser la technologie de la puce d’organe, a annoncé aujourd’hui une nouvelle étude basée sur les travaux entamés à l’Institut Wyss et avancés auprès de partenaires de l’industrie biopharmaceutique, montrant que son modèle la toxicité spécifique à l’espèce induite par les composés connus des médicaments et des médicaments chez le foie, le chien et le rat. Les données indiquent que la puce au foie pourrait éventuellement être utilisée avec des modèles animaux dans des essais précliniques pour améliorer les prévisions de sécurité chez l'homme, dans le but d'améliorer les résultats des essais cliniques et de garantir la sécurité des médicaments. La recherche est publiée dans Science médecine translationnelle.

"Il s’agit d’une étape importante dans les efforts visant à améliorer le processus de découverte et de développement de médicaments en tirant parti du modèle translationnel unique du Wyss Institute, qui nous a permis d’évaluer les perspectives prometteuses des puces à organes tant sur le plan technique que commercial. la technologie ", a déclaré l’auteur correspondant, Geraldine A. Hamilton, Ph.D., présidente et directrice scientifique d’Emulate, qui travaillait auparavant avec le directeur fondateur du Wyss Institute, Donald Ingber, MD, Ph.D. superviser le développement de la technologie Organ Chip. "Nous sommes ravis de voir les progrès que nos clients pourront réaliser en utilisant cette puce au foie, et nous sommes reconnaissants de la possibilité d'influencer le processus de découverte et de développement de médicaments et de faire une différence dans la vie des patients."

L’équipe de recherche Foie-Puce, qui comprenait des scientifiques d’AstraZeneca, d’Emulate, de Janssen Research & Development, LLC et du Wyss Institute, a mis au point une Puce au foie spécifique à l’espèce comprenant jusqu’à quatre types de cellules différents trouvés dans le foie des rats, des chiens et les humains pour se rapprocher de la plus petite unité fonctionnelle du foie. L’équipe a tout d’abord exposé la puce du foie à la FIAU, un composé connu pour provoquer une toxicité hépatique chez l’homme, et a observé des degrés de toxicité beaucoup plus faibles et variés dans les puces de chien et de rat que dans les puces humaines, recréant ce qui avait été observé auparavant études. Lorsque les chercheurs ont testé les réponses de la puce au foie à différentes molécules candidates au médicament proposées par Janssen, ils ont constaté des différences dans l’impact des médicaments sur la fonction des cellules hépatiques animales par rapport aux cellules animales qui récapitulaient celles observées in vivo. Ils ont également pu tester les mécanismes d'action sous-jacents des différents médicaments et obtenir des informations qu'il était impossible d'observer avec des systèmes cellulaires conventionnels ou des modèles animaux.

Du banc au marché

La plupart des médicaments qui entrent dans les essais cliniques sont d'abord testés sur des animaux pour s'assurer de leur sécurité avant d'être administrés à l'homme. Le test de toxicité hépatique chez le rat et le chien est la norme pour la majorité des candidats-médicaments dans les études précliniques, mais ces tests peuvent produire des résultats contradictoires et avec les réponses observées plus tard chez l'homme. La toxicité hépatique chez l'homme est l'une des principales raisons de l'échec des médicaments dans les essais cliniques.

La recherche menée avec la puce Liver-Chip montre comment cette plate-forme pourrait aider à identifier plus tôt des traitements sûrs et efficaces, et à rejeter ceux qui sont inefficaces ou toxiques au début du processus de développement. En conséquence, la qualité et la quantité de nouveaux médicaments entrant avec succès dans le pipeline et dans la clinique pourraient être améliorées, la prise de décision réglementaire pourrait être mieux informée et les résultats pour les patients pourraient être améliorés. Faire progresser l'évaluation de l'innocuité et de l'efficacité des médicaments est un objectif partagé par les collaborateurs initialement rassemblés par le Wyss Institute. Grâce à de nombreuses collaborations avec l'industrie et aux subventions de l'Agence de recherche sur les projets de défense (DARPA), de la Food and Drug Administration (FDA) et des Instituts nationaux de la santé (NIH), le Wyss Institute a joué un rôle central dans le perfectionnement de la technologie des l'évaluation pour les applications du marché.

La puce Liver-Chip est basée sur la technologie développée dans le laboratoire d'Ingber et consiste en un polymère transparent et flexible de la taille d'un lecteur USB avec des canaux internes parallèles bordés de cellules vivantes. La disposition spatiale des canaux et des types de cellules recrée plus précisément le microenvironnement tissulaire des organes humains in vivo et présente des réponses physiologiques et des états pathologiques similaires à ceux observés chez l’homme. Un large éventail de puces d'organes, notamment les poumons, l'intestin, le cerveau, les reins, la moelle osseuse et le foie, ont été développées à l'Institut Wyss avant que les efforts de commercialisation ne soient transférés à Emulate, qui a ensuite étendu et affiné le travail en puces à organes qu'ils ont commercialisé et continuent à commercialiser. développer.

Emulate commercialise maintenant ses puces pour organes en tant que modèles prédictifs pertinents pour l'homme, destinées aux chercheurs des secteurs de la recherche, de la pharmacie, de la biotechnologie et des cosmétiques, et envisage d'élargir leur offre à la modélisation des maladies à l'avenir.

"Ce travail représente une réalisation majeure pour le domaine des puces à organes, car il montre la puissance de cette technologie pour fournir un aperçu des réponses pertinentes pour l'homme lorsque les modèles animaux précliniques actuels échouent souvent. Cela doit être évalué et confirmé par d'autres, mais , cela pourrait alors changer la façon dont les médicaments sont développés dans le monde et aider à commencer à réduire le nombre d'animaux utilisés dans les efforts de développement de médicaments dans le monde ", a déclaré le co-auteur Don Ingber, également professeur de biologie vasculaire au Judah Folkman Harvard Medical School et le programme de biologie vasculaire de l'hôpital pour enfants de Boston et professeur de bio-ingénierie à l'école d'ingénierie et de sciences appliquées John A. Paulson de Harvard.

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