פלטפורמה מרובת אלקטרודות למידול אפילפסיה באמצעות מכלולי מוח פלוריפוטנטיים אנושיים שמקורם בתאי גזע

רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום

אסמבלואידים של מוח המופקים מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים, המושתלים על מערכי רב-אלקטרודות (MEAs), מאפשרים מדידה אורךית ולא הרסנית של פעילות רשתות נוירונליות הרלוונטית לאפילפסיה. פלטפורמה זו מגשרת על הפער התרגומי בין גילויים גנטיים להבנה מכניסטית, על ידי אספקת מערכת ניתנת להרחבה וספציפית לבני אדם לצורך חקירה פונקציונלית ואפיון תגובות לתרופות. גישה זו תומכת בביטחון חיזוי בשלבים מוקדמים של תיקוף מטרות טיפוליות, ומסייעת בקבלת החלטות מותאמות סיכון לגבי תיקי פיתוח של תרופות נוירו-טיפוליות.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• מאפשר הערכה תפקודית של וריאנטים גנטיים המעורבים באפילפסיה באמצעות מעגלים עצביים ממקור אנושי.
• תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית על ידי חשיפת פנוטיפים ברמת הרשת ודפוסי פעילות חריגים.
• מקל על בחינה מונחית-היפותזה של אינטגרציה בין נוירונים מעוררים ומעכבים.
• מספק פלטפורמה להערכת ההשפעה של התערבויות מועמדות על דינמיקת רשת הרלוונטית למחלה.

סריקה ופיתוח בדיקה

• מספק בדיקה אלקטרופיזיולוגית ארוכה וחזקה לכימות פעילות רשתית לאורך תקופות זמן ממושכות.
• תומך במדידה הדירה של פוטנציאלי שדה, ספייקים (spikes) ותבניות פריצה (bursting patterns) במספר רב של אסמבלואידים (assembloids).
• מאפשר הכנה סטנדרטית של מערכות עצביות תלת-ממדיות מורכבות לצורך סריקת תרכובות בהמשך.
• מקל על רכישת נתונים רב-ערוצית (multiplexed) וניתנת להרחבה לצורך ניתוח השוואתי של תגובות לתרופות.

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• מתאים פנוטיפים של רשתות in vitro לסמנים ביולוגיים רלוונטיים למחלה לצורך מחקר אפילפסיה.
• מספק המשכיות מגילוי גנטי ועד לתיקוף פרה-קליני בהקשר ספציפי לבני אדם.
• תומך בקידום מועמדים לטיפולים נוירו-תרפויטיים עם התאמה לסיכון, על בסיס מדדים פונקציונליים.
• מאפשר הערכה מכניסטית של התערבויות טיפוליות במערכת מבוקרת וניתנת להרחבה.

שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד

פלטפורמת האסמבלואיד (assembloid) המבוססת על MEA זו מגשרת בין שלבי הגילוי המוקדמים למחקר הפרה-קליני, על ידי מתן אפשרות לתיקוף פונקציונלי של מטרות, פיתוח בדיקות (assays) והלימה של סמנים ביולוגיים תרגומיים במודלים של אפילפסיה.

• ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת השערות ובצמצום סיכונים מכניסטיים על ידי כימות השפעות ברמת הרשת של הפרעות גנטיות או פרמקולוגיות.
• סריקה: מספקת פלטים אלקטרופיזיולוגיים כמותיים וניתנים לשחזור, המתאימים להערכת תרכובות ולסטנדרטיזציה של בדיקות.
• אנליטיקה: מאפשרת מדידה אורכית של התפרצויות רשת, הבשלה ותגובה לתרופות לצורך אנליטיקה השוואתית.
• מחקר תרגומי: מתאימה פנוטיפים in vitro למנגנוני מחלה, ובכך תומכת בהחלטות פרה-קליניות מבוססות ביומרקרים.
• שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה ניתנת להסתגלות ולשימוש חוזר למידול אזורי מוח ומצבים נוירולוגיים מגוונים.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף המטרה ומפחית עמימות מכניסטית במחקר על אפילפסיה.
• ערך תפעולי: מתקנן בדיקות עצביות מורכבות לצורך הדירות ויכולת הרחבה בין צוותי מו"פ.
• ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go) ואת יעילות ההון על ידי אספקת נתונים תפקודיים אנושיים בשלב מוקדם של תהליך הפיתוח.
• השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף וקידום של נכסים נוירו-תרפויטיים מותאמי סיכון, בהתבסס על ראיות תפקודיות חסונות.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בדיפרנציאציה של תאי גזע, תרבית אורגנואידים והקמת מערכי בדיקה אלקטרופיזיולוגיים.
• מחייב גישה לציוד של מערך אלקטרודות רב-נקודתי (multi-electrode array) ולתשתית אנליטית לרכישת נתונים בעתירה (high-content data acquisition).
• מצריך סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי הזריעה, התחזוקה וניתוח הנתונים.
• ניתן להתאמה לאורגנואידים ספציפיים לאזורי מוח שונים, אך עשוי לדרוש אופטימיזציה עבור סוגי רקמות שונים.
• תרבית לטווח ארוך ויציבות בהקלטות הן קריטיות למחקרים ארוכי טווח (longitudinal studies) מהימנים.

שאלות נפוצות בביופארמה