Merck en imec werken samen aan de ontwikkeling van een platform voor microfysiologische systemen

(Copyright: imec)

Paru Deshpande, imec

Steven Johnston

– Partnerschap heeft als doel de ontwikkeling van geavanceerde chipgebaseerde microfysiologische systemen (MPS); samenwerkingsprogramma staat open voor meer partners
– Modulaire, schaalbare MPS-platform wil met ongekende precisie reacties van het menselijk lichaam simuleren en betrouwbare, hoogwaardige trainingsgegevens voor AI-modellen leveren
– Moet de geneesmiddelenontwikkeling verbeteren, de ontwikkeling van kandidaat-geneesmiddelen versnellen, veiligere en effectievere therapieën voor patiënten mogelijk maken en dierproeven verminderen

Merck, een toonaangevend wetenschap- en technologiebedrijf, en imec, een wereldwijd toonaangevend onderzoeks- en innovatiecentrum voor nano-elektronica en digitale technologieën, hebben een strategisch partnerschap aangekondigd voor de ontwikkeling van een geavanceerd platform voor microfysiologische systemen (MPS), ook wel organen-op-een-chip-systemen genoemd. In het kader van de samenwerking willen beide partners gezamenlijk hun activiteiten op het gebied van het verhogen van de efficiëntie van geneesmiddelenonderzoek en -ontwikkeling voortzetten. Daartoe moeten de prognostische validiteit van klinisch-preklinische modellen van de volgende generatie worden verhoogd en de afhankelijkheid van dierproeven voortdurend worden verminderd.

„Door de combinatie van Mercks toonaangevende portfolio van geïnduceerde pluripotente stamcellen en op patiënten gebaseerde organoïden met het revolutionaire gezamenlijke hardwareplatform, dat zich onderscheidt door een ongekend aantal biosensoren, creëren we een verbonden in-vitro- en in-silico-pijplijn waarmee dringend benodigde hoogwaardige biologische trainingsgegevens kunnen worden gegenereerd. In samenwerking met AI-gestuurd geneesmiddelenonderzoek zal dit op het gesloten-lus-principe gebaseerde bedrijfsmodel de overdracht van gegevens op mensen aanzienlijk verbeteren, de ontdekking van nieuwe kandidaat-geneesmiddelen versnellen en onderzoekers in staat stellen om reacties in het menselijk lichaam realistischer dan ooit tevoren te simuleren,” aldus Steven Johnston, Vice President en hoofd Technology Enablement bij Merck, over het baanbrekende potentieel van deze samenwerking.

„Relevante klinisch-preklinische modellen vereisen biologische relevantie en het vermogen om gedetailleerde en gevarieerde datasets met hoge doorvoer te genereren. Geen van de momenteel beschikbare modellen kan dat. Bij imec ontwikkelen we een unieke chiptechnologie die dit datalek moet dichten. Door onze technologie te bundelen met de expertise van Merck op het gebied van Life Science en Healthcare, zullen we in staat zijn om te voldoen aan de groeiende behoefte aan klinisch-preklinische modellen als basis voor AI-modellen in het geneesmiddelenonderzoek,” voegde Paru Deshpande, Vice President R&D bij imec, toe.

Het op partnerschappelijke ontwikkeling gebaseerde programma is het eerste in zijn soort en heeft tot doel geavanceerde organoïden en biologische modelsystemen te combineren met state-of-the-art halfgeleiderhardware en speciale biosensor- en microfluidicatechnologieën te integreren. Alle componenten zijn gevalideerd voor gebruik in laboratoriumomgevingen binnen de Healthcare-divisie van Merck en worden wereldwijd aangeboden door de divisie Life Science. Met deze aanpak moeten wetenschappers zo snel mogelijk inzichten verkrijgen over de gezondheid van individuele organen of een verbonden multi-orgaan systeem, wat meer nauwkeurige en efficiëntere processen in de geneesmiddelenontwikkeling mogelijk moet maken.

Het hart van deze baanbrekende hardwareontwikkelingspartnerschap is het hoogst aanpasbare modulaire systeem van imec, dat naadloze uitbreiding van enkel- naar multi-orgaanconfiguraties mogelijk maakt. Dankzij de gestandaardiseerde interfaces van het systeem kunnen klant-specifieke configuraties uit het brede portfolio van Merck aan geïnduceerde pluripotente stamcellen en op patiënten gebaseerde organoïden worden gerealiseerd. In combinatie met de unieke expertise van imec op het gebied van sensorintegratie zullen geavanceerde geïntegreerde biosensoren klanten voorzien van hogere datakwaliteit door markeringsvrije in-situ-metingen en een betere controle en reproduceerbaarheid van hun celkweek. Dit moet leiden tot betrouwbaardere voorspellingen en de mogelijkheid om reacties van menselijke organen op geneesmiddelen en chemische stimuli in realtime te identificeren, voor gebruik in klinisch-preklinisch onderzoek naar veiligheid, toxicologie, farmacokinetiek en metabolisme.

Bovendien vereenvoudigt de op gestandaardiseerde componenten gebaseerde opbouw van deze technologie niet alleen de toepassing, maar zorgt ook voor dataconsistentie bij verschillende testscenario's. Van deze standaardisatie wordt verwacht dat het een betere vergelijkbaarheid en reproduceerbaarheid van resultaten over de gehele farmaceutische industrie zal bevorderen. Zo moeten de ontwikkeltijd van geneesmiddelen worden verkort en de kosten worden verlaagd.

In het kader van hun samenwerking willen Merck en imec meer actoren uit de biotech- en farmaceutische sector betrekken bij de samenwerking. Het doel is om gezamenlijk de volgende generatie MPS-modellen te ontwikkelen, die kunnen bijdragen aan het sneller dan ooit tevoren voorzien in patiënten met veiligere en effectievere therapieën.