Wyciskanie komórek do leczenia chorób: Startup SQZ Biotech ma na celu otwarcie nowej ścieżki w immunoterapii dzięki swojej technice kompresji komórek.

Immunoterapie komórkowe, które często obejmują inżynierię komórkową w celu aktywacji lub stłumienia układu odpornościowego, przyniosły dramatyczne wyniki pacjentom z rakiem przy kilku innych opcjach. Jednak złożony proces opracowywania tych terapii ograniczył dziedzinę, która według wielu może stanowić nową, potężną granicę w medycynie. Wykorzystanie autorskiej platformy i nieszablonowego podejścia, startup SQZ Biotech stara się poszerzyć wpływ immunoterapii poprzez uproszczenie procesu inżynierii komórek odpornościowych, odblokowując w ten sposób mnóstwo nowych zastosowań tej technologii.

Armona Sharei, Dyrektor generalny i założyciel SQZ Biotech. Zdjęcie: SQZ Biotechnologia

Współzałożyciel i dyrektor generalny SQZ, Armon Sharei SM '13, doktorant '13, twierdzi, że jego firma wykorzystuje prosty proces – ściskanie komórek, tak aby mogły przedostać się przez nie określone cząsteczki – do opracowania szerszego zestawu funkcji komórkowych, niż było to możliwe w przypadku terapii genowych które przyciągnęły większość inwestycji w tej dziedzinie.

W połowie przyszłego roku, wspierany przez ponad $100 miliony dolarów i współpraca z firmą Roche, która mogłaby pomóc SQZ $1 miliardów płatności za kamienie milowe w opracowywaniu leków, startup zamierza rozpocząć badania kliniczne nad lekiem ukierunkowanym na wirusa brodawczaka ludzkiego (HPV)-nowotwory dodatnie. Następna potencjalna terapia firmy jest ukierunkowana na choroby autoimmunologiczne, w tym na typ 1 cukrzyca.

Badania kliniczne będą prawdziwym testem technologii, która według Sharei może mieć wpływ na zmianę życia w przypadku różnych typów chorób.

„SQZ może zrobić wiele rzeczy,– mówi Sharei. "Myślimy [te dwa programy kliniczne] to dopiero początek.”

Nowatorskie podejście

Terapie wykorzystujące komórki T CAR zostały zatwierdzone w USA. Administracja Żywności i Leków w 2017. Działają poprzez ekstrakcję limfocytów T pacjenta, nazywani żołnierzami układu odpornościowego, i poddaje je inżynierii genetycznej tak, aby atakowały komórki nowotworowe. Następnie zmodyfikowane komórki T są ponownie wstrzykiwane pacjentowi. Proces ten pokazał niezwykły potencjał immunoterapii, ale jest on wciąż udoskonalany, ma pewne ograniczenia, i może być zaporowo drogie.

Wiodące programy SQZ unikają inżynierii genetycznej w celu modulowania długoterminowych odpowiedzi immunologicznych. Obecnie firma koncentruje się w onkologii na szerokiej klasie komórek zwanych komórkami prezentującymi antygen, lub APC, których Sharei opisuje jako „generałów układu odpornościowego”. Komórki APC mogą poinstruować limfocyty T pacjenta, aby zaatakowały komórki nowotworowe, prezentując odpowiednie antygeny na ich powierzchni w ramach funkcji układu odpornościowego, która występuje naturalnie.

Inżynieria APC w celu wywołania specyficznych odpowiedzi immunologicznych była dotychczas wyzwaniem dla badaczy, ale SQZ pokazało, że ich platforma oferuje proste, skalowalny sposób rozwiązania problemu. Platforma działa poprzez wyciskanie komórek odpornościowych pacjenta przez wąskie kanały w chipie mikroprzepływowym, powodując tymczasowe otwarcie błon komórkowych. Antygeny związane z nowotworem są wstawiane do komórek, a następnie naturalnie obecne na powierzchni komórki, utworzenie APC. Zaprojektowane APC można następnie zwrócić pacjentowi, gdzie mogą poinstruować limfocyty T pacjenta w naturalny sposób, oferując stosunkowo prosty sposób uczenia limfocytów T atakowania komórek nowotworowych.

Odwrotnie, gdy technologia SQZ jest wykorzystywana do zwalczania chorób autoimmunologicznych, czerwone krwinki można wyciskać i manipulować nimi w celu stłumienia odpowiedzi immunologicznej, co według Sharei może prowadzić do innowacyjnego podejścia do leczenia przewlekłych chorób autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca 1 cukrzyca.

Nieoczekiwany przełom

Technologia stojąca za SQZ została odkryta w równym stopniu z irytacji, co z innowacji. Zaczęło się od projektu badawczego w laboratorium Klavsa Jensena, Warrena K. Lewis profesor inżynierii chemicznej oraz profesor nauk o materiałach i inżynierii na MIT.

Od ponad trzech lat, badacze biorący udział w projekcie próbowali wstrzelić materiały do ​​komórek za pomocą urządzenia mikroprzepływowego i strumienia. Komórki okazały się trudne do penetracji, często odchylając się od strumienia strumienia, dlatego zespół zaczął kierować komórki w stronę strumienia, zwężając je przez mniejsze kanały w chipie. W końcu projekt zaczął przynosić ograniczone plony, często nie do opanowania, Każdy z kursów/sekcji w tym mega kursie, który pojawia się po zrobieniu notatek, powinien być widoczny w tej ramce.

„To był trudny projekt,” wspomina Sharei, który dołączył do projektu jako doktorant, gdy projekt miał mniej więcej dwa lata, przy współdoradztwie Jensena i Roberta Langera, „Jesteśmy podekscytowani demonstracją drukowania 3D i tym, jak technologie spożywcze mogą pomóc ludziom dzięki nowatorskim urządzeniom, które ułatwiają mobilne aplikacje zdrowotne. Profesor Instytutu Kocha. „Przez długi czas nic się nie działo. Techniką odrzutową wciąż uderzaliśmy głową w ścianę.”

Pewnego dnia zespół zdecydował się przepuścić komórki przez system bez strumienia i odkrył, że biomateriały w płynie nadal przedostają się do komórek. Wtedy zdali sobie sprawę, że to ograniczanie, lub ściskanie, komórka otwierała dziury w błonach komórkowych.

Odkrycie zapoczątkowało serię eksperymentów mających na celu ulepszenie tego procesu. w 2013, Sharei, Jensena, i Langer założyli SQZ Biotech, aby dzielić się technologią wyciskania komórek z innymi grupami badawczymi. Jednak ta współpraca nie zaowocowała przełomowymi eksperymentami, na które liczył Sharei i jego zespół.

„Firmy i naukowcy tak naprawdę nie korzystali z SQZ do nowych celów, jakie mógł zrobić,– mówi Sharei. „Wykorzystywali go do rzeczy, które już mogli zrobić, tylko po to, żeby zrobić je lepiej. Nie miałoby to takiego wpływu na grę, jaki sobie wyobrażaliśmy”.

Dlatego SQZ przestawił się z dostarczania narzędzi laboratoryjnych na rzecz opracowywania nowych terapii. Sharei, którego praca licencjacka w dziedzinie elektroniki organicznej uczyniła go od początku mało prawdopodobnym uczestnikiem pierwotnego projektu badawczego, znalazł swoją pierwszą pełnoetatową pracę, prowadząc firmę o unikalnej strategii.

"Wtedy, branża terapii komórkowych była bardzo skupiona na terapii komórkami T CAR i edycji genów,– mówi Sharei. „Myśleliśmy, że istnieją znacznie potężniejsze i prostsze koncepcje do wdrożenia [z SQZ], i możesz zachorować na dużo więcej chorób. Początkowo było to trudne przesłanie do przekazania w terenie”.

Jednak szersze postrzeganie SQZ zmieniło się z dnia na dzień, gdy startup podpisał pod koniec roku współpracę z Roche 2015, który była pierwszą inwestycją firmy Roche w immunoterapie komórkowe. Niedawno, po prawie trzech latach zachęcania do badań przedklinicznych, Roche ogłosił radykalne rozszerzenie tego partnerstwa, włączenie większej liczby typów APC do nadchodzących badań klinicznych. Transakcja daje SQZ $125 milionów w postaci płatności z góry i krótkoterminowych celów pośrednich. Na szczycie tego, SQZ może otrzymać płatności za kamienie milowe w wysokości ponad $1 miliardów od farmaceutycznego giganta. Współpraca przewiduje również, że obie firmy będą mogły w przyszłości dzielić się pewnymi prawami handlowymi do zatwierdzonych produktów.

Transakcja daje SQZ pewną siłę nabywczą, próbując zachować równowagę pomiędzy wewnętrzną realizacją inicjatyw badawczych, współpracę z innymi firmami, oraz udzielanie licencji zewnętrznym grupom badawczym.

Dla Sharei'a, badacz, który został dyrektorem generalnym, celem jest znalezienie właściwej ścieżki umożliwiającej przekształcenie potencjału SQZ w metody leczenia, które maksymalizują wpływ na pacjentów.

„Długoterminowa wizja zakłada, że ​​firma tworzy wiele różnych terapii opartych na komórkach, które mają wpływ na różne obszary chorobowe,– mówi Sharei. „Ale dotarcie tam polega na zobaczeniu, jak to działa [wczesne próby] Dlaczego drzewa zimą nie zamarzają i nie pękają jak zimne rury?. A gdy ci zaczną dawać dowód, możemy rozszerzyć działalność na różne obszary chorób, a także poszerzyć zakres naszych wczesnych badań”.

Źródło: http://news.mit.edu, autorstwa Zacha Winna