אקוסטופורזה בסיוע אפטמר להפרדה מיקרופלואידית של חיידקים גראם-שליליים

רלוונטיות תעשייתית למנהלים

שיטה זו מאפשרת בידוד סלקטיבי של פתוגנים גרם-שליליים מתערובות מיקרוביאליות מורכבות, ובכך תומכת בתיקוף יעדים בשלב מוקדם בגילוי תרופות אנטימיקרוביאליות. באמצעות שילוב של ספציפיות של אפטמרים עם העשרה אקוסטופורטית, היא מפחיתה את רעש הרקע במערכים המשכיים, ובכך משפרת את רמת הביטחון החיזויית בזיהוי פגיעות (hits). גישה זו נותנת מענה לנקודת מפנה מרכזית בתהליך הגילוי, שבה סינון פנוטיפי דורש קריאות ספציפיות לפתוגן כדי להפחית סיכונים בשלבי המעקב המכניסטיים.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות הספציפיות לחיידקים גראם-שליליים על ידי בידוד פתוגנים המבטאים LPS מתרבויות מעורבות.
• ערך תפעולי: מפחית את מורכבות הדגימה לפני בדיקות מעורבות מטרה, ובכך ממזער תוצאות חיוביות שגויות הנובעות מזיהומים של חיידקים גראם-חיוביים.
• ערך ניבוי: תומך בסינון תיקי פיתוח באמצעות אספקת פראקציות מועשרות של פתוגנים לסריקת מנגנוני פעולה.

סריקה ופיתוח בדיקות

• ערך מדעי: הכנת תשומות בקטריאליות סטנדרטיות, מועשרות באפטמרים, לצורך סריקה הדירה של תרכובות מול יעדי virulent.
• ערך תפעולי: ייצור תוצרי פלואורסצנציה או דימות כמותיים במוצא היעד, המאפשרים סטנדרטיזציה של הבדיקה בין אתרים שונים.
• שימוש חוזר בפלטפורמה: ניתן להתאים את השבב המיקרופלואידי האקוסטיפורי לזוגות אפטמר-יעד אחרים לצורך פרופיל פתוגנים מרובה (multiplexed).

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• ערך מדעי: שומר על הרלוונטיות למחלה על ידי שימור פתוגנים גרם-שליליים במצב קרוב למצבם הטבעי לצורך ניתוח גורמי virulent.
• ערך תפעולי: מספק רצף משלב הגילוי ועד למודלים פרה-קליניים, באמצעות אספקת קלטים עקביים של פתוגנים לבדיקות יעילות.
• הפחתת סיכונים: מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאם-סיכון, על ידי אישור מעורבות המטרה באוכלוסיות פתוגנים מטוהרות.

שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד

השיטה משתלבת ברצף הגילוי, החל מסריקה ראשונית של פתוגנים ועד לאופטימיזציה של מובילים (lead optimization), ובייחוד במקרים שבהם נדרשת סלקטיביות לחיידקים גרם-שליליים לצורך הפחתת סיכונים של המטרה (target de-risking).

• ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת היפותזות על ידי בידוד חיידקים גרם-שליליים חיוביים ל-LPS לצורך חקירה של מסלולים ספציפיים.
• סריקה: מספקת דגימות מועשרות ומוכנות לבדיקה עם רקע מינימלי, מה שמשפר את ה-Z-factor ואת שיעורי אישור הפגיעות (hit confirmation rates).
• אנליטיקה: מספקת מדדי העשרה כמותיים באמצעות אות פלואורסצנציה במוצא המטרה, מה שמאפשר ניתוח השוואתי של תנאים.
• מחקר תרגומי: מקשר לעבודה פרה-קלינית על ידי אספקת פתוגנים מ purified לצורך תיקוף של מודלים של זיהום.
• שימוש חוזר ארגוני: השבב ומערכת בקרת הלחץ מהווים פלטפורמה לשימוש חוזר עבור הפרדות מרובות מבוססות אפטמרים.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון בתיקוף המטרה על ידי הפחתת עמימות מכניסטית הנובעת מהפרעה של מינים מעורבים.
• ערך תפעולי: משפר את השחזוריות באמצעות קצבי זרימה סטנדרטיים, תדר אקוסטי ופונקציונליזציה של חרוזים.
• ערך אסטרטגי: משפר החלטות של המשך או עצירה (go/no-go) על ידי יצירת נתונים פנוטיפיים נקיים יותר, ובכך מפחית את הסיכון לנשירה בשלבים מאוחרים.
• השפעה על פורטפוליו: מאפשר תיעדוף מבוסס סיכון של תוכניות המכוונות לחיידקים גרם-שליליים באמצעות העשרה אמינה של פתוגנים.

שיקולי יישום

• נדרשת מומחיות בהפעלה של התקנים מיקרופלואידיים, בבחירת אפטמרים ובכיול גלי אקוסטיקה.
• דרושים בקרי לחץ מדויקים, מתמרים פייזואלקטריים ומערכות דימיוג פלואורסצנטי להשגה של הפרדה אופטימלית.
• נדרש סטנדרטיזציה של הכנת הדגימות, ריכוז החרו지를 ותנאי התמיכה בקרב המשתמשים.
• יש להתחשב בשונות בביטוי LPS בין זני חיידקים גרם-שליליים בעת התאמה למטרות חדשות.
• מגבלות מעשיות כוללות אגרגציה של חרוזים בריכוזים גבוהים וקשירה לא ספציפית פוטנציאלית במטריצות מורכבות.

שאלות נפוצות בנושאי ביו-פארמה