Precyzyjna biodrukarka kropelkowa do kombinatorycznych, wysokoprzepustowych funkcjonalnych badań przesiewowych modeli tkankowych 3D w przedklinicznym opracowywaniu leków.

Nowa technologia mikro-tkanek – przyszłość testowania leków

Dlaczego wciąż tak trudno przewidzieć, czy lek zadziała u pacjenta, mimo zaawansowanych badań laboratoryjnych? Jednym z powodów jest ograniczona skala i niedoskonałość dostępnych modeli. Nowa technologia opracowywana przez dr hab Jana Guzowskiego z Instytutu Chemii Fizycznej PAN może to zmienić, pozwalając testować tysiące miniaturowych modeli nowotworów jednocześnie.

W procesie tworzenia leków, szczególnie w onkologii, naukowcy muszą testować leki wykorzystując realistyczne, tj. reprezentujące fizjologię człowieka, modele nowotworów. Obecnie stosowane metody in vitro (m.in. wielokomórkowe sferoidy w mikrostudzienkach, biodruk 3D oraz systemy typu tumor-on-chip) nie pozwalają na jednoczesne odtworzenie biologicznej funkcji tkanki oraz zapewnienie wysokiej przepustowości testów. W praktyce oznacza to konieczność wyboru pomiędzy dokładnością modelu a liczbą możliwych do przeprowadzenia eksperymentów.

W konsekwencji proces badań przedklinicznych jest czasochłonny, kosztowny, ograniczony pod względem liczby testowanych wariantów terapeutycznych. Ograniczenia te znacząco utrudniają rozwój nowych terapii, w tym zwłaszcza wymagających złożonych modeli immunoterapii, oraz hamują rozwój medycyny spersonalizowanej, gdzie konieczne jest szybkie testowanie odpowiedzi na leczenie dla konkretnego pacjenta.

WellBioprints to platforma technologiczna, która tworzy tysiące nanolitrowych kropelek, z których każda zawiera żywe ludzkie komórki. Każda mikro-kropla działa jak miniaturowy bioreaktor zapewniający kontrolowane środowisko, w którym komórki zachowują się podobnie jak w organizmie człowieka. Kluczowym elementem jest odpowiedni skład i sposób wytwarzania kropelek—zapewniające przeżywalność komórek oraz stabilność kropelek w hodowli—jak również organizacja kropelek w regularne struktury umożliwiające ich późniejszą identyfikację.    . Dzięki temu kropelki mogą funkcjonować jako realistyczne modele biologiczne dostępne do długoczasowej obserwacji w tysiącach niemal identycznych kopii.

W dłuższej perspektywie WellBioprints może umożliwić testowanie różnych terapii bezpośrednio na komórkach konkretnego pacjenta. To otwiera drogę do medycyny precyzyjnej — takiej, w której leczenie dobiera się na podstawie rzeczywistej reakcji organizmu, a nie tylko statystyk.

Nowotwory są bardzo heterogenne. Każdy nowotwór jest inny, dlatego przyszłość leczenia to personalizacja terapii w postaci testów funkcjonalnych, tj przy wykorzystania komórek od pacjenta – a my robimy pierwszy krok w kierunku zapewnienia odpowiedniej skali tego typu testów”. – podkreśla dr hab. Jan Guzowski.

Dr hab. Jan Guzowski znalazł się w gronie uczestników pierwszej edycji PRIME – programu wspierającego komercjalizację nauki, prowadzonego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG). Wspólnie z dr Ronaldem Terrazas Mallea, Opiekunem Transferu Technologii, i dr Kenji Shoji Sanchez’em, Liderem Biznesowym, będzie pracował nad tym, by rozwijać kompetencje niezbędne do skutecznego wdrożenia i komercjalizacji prowadzonych badań.

***

PRIME to jedyny w Polsce „szyty na miarę” program akceleracyjny transferu wiedzy i technologii dla naukowców i ich organizacji badawczych, oferujący wsparcie indywidualnej ścieżki komercjalizacji innowacyjnych produktów. Program daje możliwość zarówno rozwoju kompetencji (m.in. szkolenia), jak i zdobycia praktycznych umiejętności (m.in. rozmowy z potencjalnymi odbiorcami). Dla autorów najlepszych pomysłów przewidziane jest zindywidualizowane wsparcie na wdrożenie wybranej ścieżki komercjalizacji. Projekt PRIME jest finansowany z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (#FENG). Projekt realizuje Fundacja na rzecz Nauki Polskiej (#FNP).