Nieuw pilotproject 'Organ-on-Chip' moet dierproeven in de consumentengezondheidsindustrie verminderen

Organ-on-chip: Dwarsdoorsnede van biochip-holten met cellen die het darmmodel vertegenwoordigen. / Cross-section of organ-on-chip biochip cavities with cells representing intestinal model.

In het kader van een eerste samenwerking op het gebied van Consumenten Gezondheid wordt een platform ontwikkeld dat gericht is op het verminderen of vervangen van dierproeven met behulp van de „Organ-on-Chip“-technologie (OoC) en interactieve rekensoftware. Met het pilotproject, ondersteund door esqLABS, Dynamic42, het Placenta-laboratorium van het Universitair Medisch Centrum Jena en de Bayer-divisie Consumer Health, moeten klinisch relevante gegevens worden gegenereerd die van cruciaal belang zijn voor de evaluatie van nieuwe geneesmiddelencandidates in de preklinische fase.

In het kader van het eenjarige pilotproject wordt onderzocht of kleine moleculen de bloed-placenta-barrière kunnen passeren bij zwangere vrouwen – een groep die vanwege de moeilijkheden bij het uitvoeren van klinisch onderzoek nog niet voldoende is bestudeerd. Het platform is gebaseerd op een microfysiologisch systeem (MPS, een zogenaamde „Organ-on-Chip“), dat de belangrijkste menselijke weefsels vertegenwoordigt die betrokken zijn bij de medicijndistributie (lever, darm, placenta), evenals op een pompsysteem dat de cellulaire cultuurmedia tussen de weefsels laat circuleren. Door digitalisering van het platform kan de verdeling van stoffen worden gesimuleerd en kunnen de gegevens worden overgedragen op menselijke situaties.

Ook al zijn dierproeven in de preklinische fase van de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen vaak verplicht, kan het in sommige gevallen moeilijk zijn om de resultaten van dieren op mensen over te dragen. In geval van succes kan het platform bijdragen aan het verminderen van dierproeven en tegelijkertijd de ontwikkelingsresultaten verbeteren, de kosten verlagen en niet in de laatste plaats de veiligheid van patiënten verhogen.

In het kader van de overeenkomst zullen de bedrijven de unieke expertise van esqLABS in de computergestuurde modellering van biomedische systemen, de expertise van Dynamic42 op het gebied van weefsel- en hardware-engineering, evenals de toonaangevende expertise van Bayer in de voorspelling van de farmacokinetiek bij mensen, samenbrengen om een geïntegreerd biologisch en computergestuurd platform te creëren. Het Placenta Lab beschikt over unieke ervaringen in de ontwikkeling en bouw van een placenta-on-Chip, het sleutelaspect van deze studie. esqLABS neemt de ontwikkeling van de computergestuurde softwaretool voor zijn rekening en Dynamic42 ontwikkelt een multi-organ-on-Chip-platform inclusief de placentabarrière. Bayer levert branchegerichte richtlijnen voor de praktische toepassing, evenals geneesmiddelen en datasets om de voorspellingen van het platform te valideren. Financiële details zijn niet bekendgemaakt.

Citaties van de partners

„Bij esqLABS ontwikkelen wij softwareoplossingen voor translationeel onderzoek in de biowetenschappen. Onze oplossingen worden ingezet op kritieke beslissingspunten in de preklinische geneesmiddelenontwikkeling. Het MPS-platform dat wij als team ontwikkelen, is een uitstekend voorbeeld van de integratie van virtuele tweelingen en bio-engineering. We kijken erg uit naar de samenwerking met de wetenschappers van Bayer, Dynamic42 en het Placenta Lab“, zei Dr. Christian Maass, OoC-Research Lead bij esqLABS. „Het consortium deelt een gemeenschappelijke visie en ziet de kans om een platform te ontwikkelen dat voorspelt of werkzame stoffen de bloed-placenta-barrière passeren. Dit is een ongekend initiatief en we kijken er erg naar uit om deel uit te maken van deze reis“, voegt Dr. Stephan Schaller, CEO van esqLABS, toe.

„Dynamic42 heeft de afgelopen jaren veel studies uitgevoerd voor farmaceutische doeleinden, maar dit is duidelijk iets nieuws en opwindends voor ons. Het potentieel van het MPS in een multiorgaan-omgeving uit te dagen en te combineren met in silico-voorspellingen, is niet alleen een geweldig concept, maar past ook perfect bij de nieuwe richtlijnen voor preklinische geneesmiddelenproeven, die onlangs door de Amerikaanse overheid zijn goedgekeurd onder de FDA Modernization Act 2.0. Dit maakt en bevordert vooral het gebruik van slimme combinaties van nieuwe technologieën en benaderingen om dierproeven te minimaliseren of te vervangen. Deze samenwerking tussen esqLABS, het Placenta Lab van het Universitair Medisch Centrum Jena, Dynamic42 en Bayer heeft het potentieel om de manier waarop wij de farmacokinetiek van de mens beoordelen, fundamenteel te veranderen“, zei Martin Raasch, CEO van Dynamic42.

„Het Placenta Lab is actief op een breed scala van onderzoeksgebieden rond menselijke voortplanting en zwangerschap. Sommige van onze huidige projecten richten zich op trofoblasten- en immunologische onderzoeken, toxicologie en alternatieven voor dierproeven, aangezien soortverschillen een van de belangrijkste redenen zijn voor het hoge faalpercentage bij preklinische studies. Deze samenwerking is een grote mijlpaal voor de ontwikkeling van nieuwe mechanismen om de placentabarrière en het bidirectionele selectieve transport bij de mens te bestuderen. De sterke punten van esqLABS, Dynamic42 en Bayer, gecombineerd met onze ervaring op dit gebied, werken synergetisch samen om een weg van het lab naar de kliniek te bieden“, zei Priv.-Doz. Dr. Diana Morales, adjunct-hoofd en wetenschappelijk groepsleider van het Placenta Lab.

„Bayer werkt intensief samen met belanghebbenden op nationaal en internationaal niveau om alternatieve methoden te ontwikkelen en zo het aantal dierproeven voortdurend te verminderen. Het is al jaren een belangrijk streven van Bayer om dierproeven te minimaliseren volgens de 3R-principes (Reduce (Verminderen), Refine (Verfijnen) en Replace (Vervangen)). We kijken ernaar uit om in dit gezamenlijke project samen te werken met wetenschappers van esqLABS, Dynamic42 en het Placenta Lab om nieuwe manieren te vinden om dierproeven te minimaliseren en tegelijkertijd betrouwbaardere en nauwkeurigere gegevens over de veiligheid en werkzaamheid van producten te verkrijgen“, zei Assoc. Prof. Ramy Ammar, Director Emerging Science and Innovation voor Spijsverteringsgezondheid in de divisie Consumer Health van Bayer.