Een wetenschappelijk team, ondersteund door de National Institutes of Health, heeft een klein, bio-engineered 3D-model gemaakt dat de biologie nabootst van chronische inflammatoire demyeliniserende polyneuropathie en multifocale motorische neuropathie, een paar zeldzame, verwoestende neuromusculaire ziekten. De onderzoekers gebruikten het organ-on-a-chip, of ’tissue chip’-model om te laten zien hoe een medicijn de ziekten mogelijk zou kunnen behandelen. Ze leverden belangrijke preklinische gegevens aan een farmaceutisch bedrijf om in te dienen bij de Amerikaanse Food and Drug Administration om toestemming te krijgen voor testen in een klinische proef.
Dit werk biedt een van de eerste voorbeelden van wetenschappers die voornamelijk gegevens van weefselchips gebruiken voor een FDA Investigational New Drug-toepassing om de werkzaamheid van een kandidaat-medicijn bij mensen met zeldzame ziekten te testen. Het geneesmiddelenbedrijf Sanofi begon in april 2021 met het werven van deelnemers voor een klinische fase 2-studie. Het medicijn is eerder op veiligheid getest en door de FDA goedgekeurd voor een andere indicatie.
Het weefselchiponderzoek werd geleid door Hesperos, Inc., een in Orlando gevestigd bedrijf dat gedeeltelijk werd gefinancierd door een Small Business Innovation Research-beurs van het National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) van de NIH. Deze studie zou de deur kunnen openen naar het bestuderen en ontwikkelen van nieuwe therapieën voor andere zeldzame ziekten door een nieuwe weg te vinden voor het herbestemmen van bestaande geneesmiddelen voor zeldzame ziekten. De meeste van de bekende 7.000 zeldzame ziekten hebben geen effectieve behandelingen. Onderzoekers missen vaak diermodellen voor het bestuderen van de biologie van zeldzame ziekten en het testen van potentiële medicijnen.
“Dit markeert een belangrijke mijlpaal in de evolutie van het gebruik van weefselchips”, zegt Lucie Low, Ph.D., wetenschappelijk programmamanager voor het NCATS Tissue Chip for Drug Screening-initiatief. “We weten dat farmaceutische bedrijven intern gebruik maken van tissuechips. Het verstrekken van gegevens aan regelgevende instanties die zijn gegenereerd op basis van tissuechipplatforms is een krachtige indicator van hun groeiende belofte.”
James Hickman, Ph.D., hoofdwetenschapper bij Hesperos, en zijn collega’s beschreven de ontwikkeling van het model en hun onderzoeksresultaten in Advanced Therapeutics. Bij deze ziekten maakt het immuunsysteem eiwitten aan die antilichamen worden genoemd en die zenuwcellen beschadigen en de overdracht van berichten van de hersenen naar de spieren vertragen. Dit kan het voor mensen moeilijk maken om hun armen, handen en benen te bewegen. De huidige behandelingen kunnen helpen, maar zijn vaak inconsistent.
De onderzoekers ontwikkelden een weefselchipmodel dat bestaat uit twee celtypes: motoneuronen en Schwann-cellen. Motoneuronen brengen berichten van de hersenen naar de spieren. Schwann-cellen helpen de signalen sneller te bewegen. Het model kon functionele kenmerken van de ziekten nabootsen, waardoor de wetenschappers konden zien hoe een medicijn werkte door te bepalen of de berichten van de hersenen aan de spieren langzamer gingen of niet.
De onderzoekers toonden aan dat het blootstellen van de cellen aan bloedserum van mensen met deze zeldzame ziekten een regen van antilichamen van het immuunsysteem tegen de cellen veroorzaakte. Hierdoor gingen de motoneuronsignalen langzamer bewegen. Na behandeling met TNT005, een medicijn dat de reactie van het immuunsysteem blokkeert, keerden de cellen en de berichtsnelheid terug naar normaal.
“We zijn ervan overtuigd dat ons systeem kan reproduceren wat er met een patiënt gebeurt, inclusief de ziektesymptomen en ziekteprogressie,” zei Hickman. “Het is belangrijk om functioneel relevante patiëntmodellen te creëren die nabootsen wat wordt gezien in klinische onderzoeken.”
Ongeveer 90% van de veelbelovende therapieën faalt in klinische onderzoeken omdat diermodellen die in preklinische tests worden gebruikt, niet goed zijn in het voorspellen hoe mensen zullen reageren. Om dat slagingspercentage te verbeteren en meer behandelingen te krijgen voor mensen die weinig opties hebben, onderzoeken wetenschappers het gebruik van weefselchips. Ontworpen om levende menselijke weefsels en cellen te ondersteunen, bootsen weefselchips de structuur en functie na van menselijke organen en systemen, zoals de longen, het hart en de lever. Onderzoekers bestuderen het gebruik ervan op veel gebieden, onder meer voor het testen van de veiligheid en effectiviteit van kandidaat-geneesmiddelen en het modelleren van ziekten.
Het potentiële klinische gebruik van weefselchipgegevens neemt toe. Onlangs meldde een door de NIH ondersteund onderzoeksteam van het Wyss Institute van de universiteit van Harvard dat ze een weefselchipmodel gebruikten om gegevens te genereren over de effectiviteit van een hergebruikt medicijn voor de behandeling van longschade door COVID-19-infectie. In het door de NCATS gefinancierde Clinical Trials on a Chip-programma onderzoeken verschillende projecten hoe weefselchipgegevens onderzoekers kunnen helpen bij het ontwerpen van meer bruikbare klinische proeven. Dit kan het gebruik van dergelijke gegevens omvatten om te voorspellen welke patiënten in een onderzoek het meest waarschijnlijk op een therapie zullen reageren.
“Het creëren van een platform dat menselijke reacties op een medicijn bij een zeldzame ziekte kan voorspellen, zou kunnen leiden tot opwindende nieuwe kansen in onderzoek”, zei Low. “Als er weefselchipgegevens kunnen worden gegenereerd die de beslissingen informeren die vóór vroege menselijke proeven worden genomen, kan dit de risico’s voor kwetsbare bevolkingsgroepen verminderen.”
Financiering voor dit onderzoek werd verstrekt door True North Therapeutics (nu Sanofi), NCATS (SBIR 2R44TR001326-03) en interne Hesperos-ontwikkelingsfondsen.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Wetenschappers hebben een biotechnisch 3D-model gemaakt dat de biologie van twee zeldzame ziekten nabootst. De onderzoekers gebruikten het ’tissue chip’-model om te laten zien hoe een medicijn de ziekten mogelijk zou kunnen behandelen, en leverden gegevens voor de FDA-indiening van een farmaceutisch bedrijf voor autorisatie voor klinische tests. Dit is een van de eerste voorbeelden van het gebruik van voornamelijk weefselchipgegevens voor een FDA-toepassing om de werkzaamheid van een kandidaat-geneesmiddel voor zeldzame ziekten te testen.
Datum van publicatie: 20 april 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily