پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

 کشف دارو مستلزم هزینه های بالا و نتایج غیرقطعی است.  تنها تعداد کمی از شرکت‌ها می‌توانند ریسک سرمایه‌گذاری هنگفتی برای تحقیق و توسعه را بپذیرند، فقط برای مشاهده عوارض جانبی نامطلوب در طول آزمایش‌های بالینی نهایی انسانی.  در بسیاری از موارد، شرکت‌ها میلیون‌ها دلار برای شکست در آزمایش‌های بالینی هزینه می‌کنند.
 اکنون، برخی از داروهای جدید به منظور بررسی پروفایل ایمنی روی سلول‌های تخصصی مشتق شده از رده‌های سلولی پرتوان انسانی آزمایش می‌شوند.  انواع سلولی که اغلب در برنامه های کاربردی کشف دارو مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از سلول های قلب (کاردیومیوسیت) و سلول های کبد (هپاتوسیت)، که اندام هایی هستند که 80٪ از شکست های دارویی در آنها رخ می دهد.

 مدل‌های حیوانی در پیش‌بینی پاتوفیزیولوژی بسیاری از بیماری‌های انسانی به موفقیت کامل نمی‌رسند، زیرا حیوانات از نظر فیزیولوژی، سیستم ایمنی و زمینه‌های ژنتیکی فردی با انسان‌ها متفاوت هستند.  مدل های حیوانی در متابولیسم کبد نیز متفاوت می باشند.  این تفاوت ها بر شدت فنوتیپ بیماری و اثربخشی داروهای جدید در آزمایشات بالینی تأثیر می گذارد.

 متأسفانه، این تفاوت ها اغلب منجر به عدم شناسایی عوارض جانبی بالقوه سمی داروهای جدید در مطالعات فارماکولوژی ایمنی فعلی می شود.

 نرخ فرسایش داروبااستفاده ازمدل های حیوانی معمولاً بالا است،زیرا سنجش های پیش بالینی موجود به طور قابل اعتمادی خطر بالقوه آسیب به قلب، کلیه، کبد و مغز را تشخیص نمی دهند.  کشف سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) و دستاوردهای اخیر در تولید این سلول‌ها از بیماران و افراد سالم همراه با اصلاح ژن کارآمد منجر به ایجاد فرصت‌های قابل توجهی در چند سال گذشته برای مدل‌سازی بیماری‌های انسانی شده است.

 محققان اکنون قادر به تولید معمول رده iPSC انسانی (hiPSC) و القای تمایز کارآمد آنها به انواع مختلف سلول‌های بدن هستند که تحت تأثیر بیماری‌های ژنتیکی یا اهداف دارویی خاصی هستند.  شرکت‌های بیوتکنولوژی همچنین معرف‌ها و پروتکل‌های تمایز را بهینه کرده‌اند، به طوری که اکنون به طور گسترده در بسیاری از رده های hiPSC قابل استفاده هستند.

 استفاده مجدد با کاربرد متفاوت از داروهای موجود در حال حاضر از طریق iPSCهای مشتق شده از بیمار قبلاً منجر به ورود مستقیم برخی داروها به آزمایشات بالینی بدون مداخله در آزمایشات حیوانی شده است.  این اتفاق برای شرایط وخیم و فاقد گزینه های درمانی موجود، مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، آتروفی عضلانی نخاعی (SMA) و بیماری آلزایمر (AD) رخ داده است.  در حال حاضر، iPSCها معمولاً برای کشف داروهای مرتبط با سرطان، دیابت و کاربردهای عصبی استفاده می شوند.

 در حالی که ده‌ها شرکت انواع سلول‌های مشتق شده از iPSC انسانی را برای حمایت از کشف دارو و آزمایشات سم‌شناسی ارائه می‌کنند، چندین شرکت پیشرو در بازار وجود دارد که در ادامه توضیح داده شده است.

 یکی از بازیگران اصلی بازار در این زمینه، Ncardia است، که یک شرکت فناوری iPSC انسانی با دفتر مرکزی در بلژیک است.  Ncardia بر این باور است که استفاده از فناوری سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (hiPSC) به بهبود غربالگری دارو کمک می‌کند و بنابراین، درمان‌های ایمن را با سرعت بیشتری به بیماران می رساند.

 Ncardia با سایت هایی در اروپا و ایالات متحده، انواع سلول های قلبی عروقی و عصبی مشتق از hiPSC با کیفیت بالا و کاملاً کاربردی را تولید و تجاری می کند و الکتروفیزیولوژی، بیوشیمی و سنجش های مبتنی بر انقباض را برای فارماکولوژی ایمنی پیش بینی کننده، آزمایش سم شناسی و غربالگری اثربخشی دارو توسعه و اجرا می کند.
 همچنین یکی از شرکت‌های پیشرو است که با شرکت‌های بیودارویی همکاری می‌کند که از hiPSCها در برنامه‌های کاربردی کشف دارو استفاده می‌کنند.  اخیراً، در 21 ژانویه 2020، Ncardia و BlueRock Therapeutics توافقنامه‌ای را اعلام کردند که شامل فناوری‌های توسعه فرآیند برای ساخت قلب‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) می‌شود، که بر اساس آن Bluerock به ویژگی‌های تولید در مقیاس بزرگ Ncardia جهت تولید کاردیومیوسیت های مشتق شده از iPSC برای استفاده درمانی در فرآیندهای تولید llect و intete دسترسی پیدا می‌کند.

 FCDI چندین نوع سلول متمایز از iPSCها را تولید می کند که مربوط به کشف دارو هستند، از جمله iCell® Cardiomyocytes، iCell Neurons و iCell Hepatocytes.  این شرکت همچنین پیش سازهای قلبی iCell، پیش سازهای خونساز iCell، آستروسیت های iCell، سلول های اندوتلیال iCell، و میوبلاست های اسکلتی iCell را نیز تولید می کند.

 علاوه بر این، FUJIFILM CDI محصولات MyCell® را ارائه می‌کند که با استفاده از روش‌های برنامه‌ریزی مجدد و تمایز سفارشی iPSC ایجاد می‌شوند تا سلول‌های انسانی مرتبط با شرایط بیولوژیکی را از بیماران با ژنوتیپ‌ها و فنوتیپ‌های منحصر به فرد مرتبط با بیماری ارائه دهند.  سلول‌های iCell و MyCell این شرکت همچنین می‌توانند با پلت‌فرم‌های غربالگری تطبیق داده شوند و برای عملکرد با فناوری‌های رایج خوانش مطابقت دارند.

 مشابه Ncardia، FUJIFILM CDI مشارکت های استراتژیک مرتبط با استفاده از hiPSC ها در برنامه های کاربردی کشف دارو را دنبال کرده است.  در نمونه‌ای اخیر، شرکت FUJIFILM و شرکای Axcelead Drug Discovery همکاری را برای ارائه یک پلت فرم یکپارچه مبتنی بر hiPSC برای راه‌حل‌های کشف دارو به مشتریان اعلام کردند.  با ترکیب محصولات مشتق شده از iPSC FUJIFILM CDI با ارزیابی ترکیبات و خدمات تحلیلی Axcelead، هدف این شرکت ها توسعه روش های جدید ارزیابی اثربخشی دارو و پروتکل های تست سمیت است.

 تاکارا بیو

 به طور مشابه، تاکارا بیو سوئد سلول‌های ماهیچه قلب و سلول‌های کبد را به شرکت‌های داروسازی و بیوتکنولوژی و همچنین دانشگاه‌ها ارائه می‌دهد.  گروه شرکت‌های تاکارا بیو دارای سه زیر نام تجاری اصلی است که عبارتند از: تاکارا، کلونتک و سلارتیس.  نام تجاری Cellartis ارتباط ویژه ای با این موضوع دارد، زیرا بر محصولات و خدمات مشتق شده از سلول های بنیادی برای کشف دارو، مدل سازی بیماری و کاربردهای پزشکی بازساختی متمرکز است.

 از لحاظ تاریخی، تمرکز اصلی این برند توسعه و توزیع رده سلول‌های بنیادی پرتوان، از جمله سلول‌های بنیادی جنینی انسان (hESCs) و سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (hiPSCs) بوده است.

 Takara Bio یک پروتکل تمایز استاندارد شده برای تولید سلول‌های کبدی مشتق از iPS در مقیاس صنعتی ایجاد کرده است که از رشد جنینی تقلید می‌کند تا سلول‌های خالصی را تولید کند که عملکرد و ویژگی‌های سلول‌های کبدی بالغ را نشان می‌دهند.  پروتکل این شرکت منجر به سلول‌های کبدی خالص و کارا می‌شود که از نظر عملکردی بالغ هستند و تنوع کمی را از دسته به دسته ایجاد می‌کنند.  تاکارا بیو اولین شرکتی است که یک روش استاندارد تمایز کبدی را ارائه می دهد که به طور کلی در پانل بزرگی از رده hPSC (iPS و ES) بدون هیچ گونه سازگاری با رده جداگانه قابل استفاده است.

 با اعمال این پروتکل «جهانی» در سراسر hPSC-heps مشتق شده از رده اهداکننده مختلف، می‌توان تنوع متابولیکی را که معمولاً در سلول‌های کبدی اولیه انسان از اهداکنندگان مختلف مشاهده می‌شود، منعکس کرد.  بر اساس پیشرفت‌های اخیر در فناوری iPSC،ردههای

iPSC اکنون می‌توانند از افرادی با ژنوتیپ‌ها یا فنوتیپ‌های خاص مشتق شوند.  این پیشرفت فرصت‌های جدیدی را برای کشف دارو، مطالعات سم‌شناسی و کاربردهای پزشکی بازساختی باز می‌کند.

 Evotec

 Evotec که دفتر مرکزی آن در هامبورگ آلمان قرار دارد، یکی دیگر از رقبای اصلی در این فضا است. پلتفرم iPSC Evotec با هدف صنعتی کردن غربالگری دارویی مبتنی بر iPSC توسعه یافته است زیرا به توان عملیاتی، تکرارپذیری و استحکام مربوط می شود.  امروزه، زیرساخت‌های فن‌آوری Evotec یکی از بزرگترین و پیشرفته‌ترین پلتفرم‌های iPSC در سطح جهان است.

 تمایل اولیه Evotec به فناوری iPSC با همکاری تحقیقاتی با موسسه سلول های بنیادی هاروارد امکان پذیر شد.  از آن زمان، Evotec اتحادها و همکاری هایی را با طیف متنوعی از شرکای صنعتی ایجاد کرده است، از جمله، اما نه محدود به: Bayer، Boehringer Ingelheim، Celgene، مرکز درمان های احیا کننده Dresden، Censo Biotechnologies، CHDI، Fraunhofer IME-SP، Novartis، Novo.  Nordisk، Pfizer، Sanofi، Takeda، UCB و دیگران.

 Evotec همچنین با غول صنعت بریستول-مایرز اسکوئیب، یک شرکت داروسازی آمریکایی که مقر آن در شهر نیویورک است و ارزش بازار آن 140 میلیارد دلار است، همکاری نزدیکی دارد.


http://bioinformant.com/ipsc-drug-discovery/amp/