Ontwikkeling van tests voor high-throughput medicijnscreening tegen mycobacteriën
25 oktober 2024
Deze studie ontwikkelde een test voor high-throughput screening tegen Mycobacterium abscessus met een recent gecreëerde dubbele reporterstam, waarbij fluorescentie en luminescentie worden gebruikt om de levensvatbaarheid van bacteriën snel te beoordelen. Dit protocol zal relevant zijn voor onderzoekers die nieuwe geneesmiddelen willen screenen op deze resistente bacterie.
Mycobacterium abscessus is zeer resistent tegen antibiotica, alleen vergelijkbaar met multiresistente tuberculose zonder goedgekeurde behandeling. Ons onderzoek richt zich op het ontwikkelen van een schaalbaar protocol voor het screenen van geneesmiddelen met behulp van dubbele reporterstammen en I3S-technologie. Deze aanpak is gericht op het verbeteren van de testefficiëntie, het versnellen van de ontdekking van effectieve, minder toxische geneesmiddelen en het stroomlijnen van mogelijke behandelingen voor mycobacterium abscessus.
De ontwikkeling van geneesmiddelen voor M.abscessus-infecties is gebaseerd op traditionele, tijdrovende methoden zoals kolonievormende eenheden, die arbeidsintensief zijn, een lage doorvoer hebben en vatbaar zijn voor menselijke vooroordelen. Door de hoge resistentie van de bacterie worden er minder treffers gevonden. Om nieuwe behandelingen te vinden, is screening met een hoge doorvoer van duizenden verbindingen dus essentieel.
Traditionele methoden maken dit echter onpraktisch. Ons protocol maakt gebruik van een in eigen huis ontwikkelde dubbele reporterstam van mycobacterium abscessus, die zowel luminescentie als fluorescentie uitzendt. Het stelt onderzoekers in staat om de therapeutische werkzaamheid van een verbinding te beoordelen zonder extra reagentia of stappen toe te voegen, waardoor de snelheid en reproduceerbaarheid worden verbeterd.
Bovendien maakt het screeningplatform van I3S Biosciences gebruik van robotautomatisering voor screeningstests met hoge doorvoer, waarbij 105 microplaten worden verwerkt zonder enige menselijke tussenkomst, waardoor de werkzaamheid wordt verhoogd en fouten worden verminderd. Dit protocol maakt een snellere en reproduceerbare screening van geneesmiddelen tegen mycobacterium abscessus mogelijk, waardoor nieuwe hits kunnen worden geïdentificeerd. Het kan belangrijke bacteriële doelen of functionele groepen van verbindingen onthullen, waardoor inzicht wordt verkregen in zowel succesvolle als niet-succesvolle kandidaten.
Deze aanpak stroomlijnt de pijplijn voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, begeleidt toekomstig onderzoek en versnelt de identificatie van potentiële treffers tegen Mycobacterium abscessus.
Overzicht
Deze studie ontwikkelde een hoog-doorvoers screening assay voor Mycobacterium abscessus met behulp van een dubbele reporter stam. De methode verbetert de efficiëntie van het screenen van geneesmiddelen tegen deze antibiotica-resistente bacterie.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Microbiologie
- Geneesmiddelontwikkeling
- Hoog-doorvoers screening
Achtergrond
- Mycobacterium abscessus is zeer resistent tegen antibiotica.
- Traditionele methoden voor geneesmiddelenscreening zijn arbeidsintensief en hebben een lage doorvoer.
- Hoog-doorvoers screening is essentieel voor het identificeren van nieuwe behandelingen.
- Bestaande methoden zijn vatbaar voor menselijke bias en inefficiëntie.
Doel van het onderzoek
- Om een schaalbaar protocol voor het screenen van geneesmiddelen voor Mycobacterium abscessus te ontwikkelen.
- Om de testefficiëntie te verbeteren en de ontdekking van geneesmiddelen te versnellen.
- Om de geneesmiddelontwikkelingspijplijn voor deze ziekteverwekker te stroomlijnen.
Gebruikte methoden
- Gebruik van een dubbele-reporter stam die luminescentie en fluorescentie uitzendt.
- Implementatie van robotische automatisering voor hoog-doorvoers assays.
- Beoordeling van therapeutische werkzaamheid zonder aanvullende stappen.
- Screening van verbindingen met behulp van een hoog-gehalte beeldvormingssysteem.
Belangrijkste resultaten
- Verschillende verbindingen vertoonden verschillende niveaus van werkzaamheid tegen Mycobacterium abscessus.
- Clarithromycine verminderde de bacteriële levensvatbaarheid aanzienlijk.
- Robotische automatisering verhoogde de screening-efficiëntie en verminderde fouten.
- Inzichten in bacteriële doelen en functionele groepen van verbindingen werden verkregen.
Conclusies
- Het ontwikkelde protocol maakt snellere geneesmiddelenscreening mogelijk tegen Mycobacterium abscessus.
- Deze aanpak kan helpen bij het identificeren van nieuwe behandelingsaanwijzingen.
- Het stroomlijnt het geneesmiddelontwikkelingsproces voor resistente infecties.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
High-throughput drug screening against Mycobacterium abscessus addresses a critical bottleneck in anti-mycobacterial discovery, where traditional methods limit lead identification due to low throughput and high variability. The integration of double-reporter strains and robotic automation enhances predictive confidence and accelerates early-stage triage for drug-resistant pathogens. This capability is strategically positioned to impact portfolio prioritization and reduce attrition in anti-infective pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rapid interrogation of compound efficacy against highly resistant mycobacteria.
- Supports functional target validation by providing dual readouts of bacterial viability.
- Facilitates mechanistic de-risking through quantitative, reproducible outputs.
- Improves predictive confidence for advancing early-stage anti-infective leads.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized, reagent-free viability assays suitable for high-throughput workflows.
- Reduces assay variability and human bias via automation and dual-reporter readouts.
- Enables scalable screening of large compound libraries with minimal manual intervention.
- Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation and hit confirmation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vitro screening outputs with translational anti-mycobacterial research needs.
- Supports continuity from early discovery to preclinical candidate selection for resistant infections.
- Provides quantitative data to inform risk-adjusted advancement decisions in anti-infective portfolios.
Pipeline & Workflow Integration
This high-throughput assay integrates into the discovery-to-lead identification continuum, enabling efficient triage and prioritization of anti-mycobacterial compounds.
- Discovery Biology: Accelerates hypothesis testing and pathway clarification for drug-resistant mycobacteria.
- Screening: Provides reproducible, quantitative viability measurements for robust compound ranking.
- Analytics: Generates dual-mode readouts (luminescence and fluorescence) to support comparative analysis across conditions.
- Translational Research: Bridges early screening with preclinical validation for translationally relevant pathogens.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, automation-ready platform for ongoing anti-infective discovery campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in anti-mycobacterial screening.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and throughput via automation and dual-reporter technology.
- Strategic Value: Enables more informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of anti-infective candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in high-content imaging and mycobacterial culture.
- Demands access to liquid-handling robotics and automated microscopy infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of assay protocols and data analysis pipelines.
- Adaptation to other mycobacterial or intracellular pathogen models may require reporter strain development.
- Throughput and scalability are contingent on automation and analytical capacity.
