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Merck und das belgische Imec schließen sich zusammen um „Organ-on-a-Chip-Systeme voranzutreiben, um in der Wirkstoffforschung effizienter zu werden.
„Organ-on-a-Chip“ klingt wie eine Science-Fiction-Idee, ist aber mittlerweile Realität – und genau die will der Pharma- und Technologiekonzern Merck gemeinsam mit dem weltweit führenden Forschungs- und Innovationszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien, dem belgischen Interuniversity Microelectronics Centre – kurz Imec –, nun weiterentwickeln. Eine entsprechende Partnerschaft gab der Konzern heute bekannt.
Im Rahmen der strategischen Partnerschaft soll eine Plattform für mikrophysiologische Systeme (MPS) – die Organ-on-a-Chip-Systeme – entwickelt werden, die zu einer effizienteren Wirkstoffforschung und -entwicklung führen sollen. Im Fokus stehen eine höhere prognostische Validität präklinischer Modelle der nächsten Generation sowie eine geringere Abhängigkeit von Tierversuchen.
„Durch die Kombination von Mercks branchenführendem Portfolio an induzierten pluripotenten Stammzellen und von Patienten stammenden Organoiden mit der revolutionären gemeinsamen Hardwareplattform, die sich durch eine beispiellose Anzahl von Biosensoren auszeichnet, schaffen wir eine vernetzte In-vitro- und In-silico-Pipeline, mit deren Hilfe sich dringend benötigte hochwertige biologische Trainingsdaten erzeugen lassen“, betont Steven Johnston, Vice President und Leiter Technology Enablement bei Merck, das aus seiner Sicht bahnbrechende Potenzial dieser Zusammenarbeit.
Datenübertragung mittels KI
Um die Daten aus diesem auf dem Closed-Loop-Prinzip basierenden Betriebsmodell anschließend auf Menschen zu übertragen, soll eine KI-gestützte Wirkstoffforschung eingesetzt werden. So soll es Forschern möglich sein, Reaktionen im menschlichen Körper realitätsgetreuer als zuvor zu simulieren, führt Johnston weiter aus.
„Aussagekräftige präklinische Modelle erfordern biologische Relevanz und die Fähigkeit, detaillierte und vielfältige Datensätze bei hohem Durchsatz zu generieren. Dazu ist keines der derzeit verfügbaren Modelle in der Lage“, fügt Paru Deshpande, Vice President R&D beim Imec, hinzu. Die einzigartige Chip-Technologie, die man in Löwen entwickelt, soll diese Datenlücke schließen, sagt Deshpande: „Durch die Bündelung unserer Technologie mit dem Know-how von Merck in den Bereichen Life Science und Healthcare werden wir in der Lage sein, dem wachsenden Bedarf an präklinischen Modellen als Grundlage für KI-Modelle in der Wirkstoffforschung gerecht zu werden.“
Organoide und Halbleiter
Das auf partnerschaftlicher Entwicklung beruhende Programm ist das erste dieser Art und zielt darauf ab, hochentwickelte Organoide und biologische Modellsysteme mit modernster Halbleiterhardware zu kombinieren sowie spezielle Biosensorik- und Mikrofluidik-Technologien zu integrieren. Alle Komponenten sind für die anwenderfreundliche Verwendung im Laborumfeld des Unternehmensbereichs Healthcare von Merck validiert und werden vom Unternehmensbereich Life Science global angeboten. Mit diesem Ansatz sollen Wissenschaftler in die Lage versetzt werden, möglichst zeitnah Erkenntnisse über die Gesundheit einzelner Organe oder eines vernetzten Multi-Organsystems zu gewinnen, was präzisere und effizientere Prozessabläufe in der Arzneimittelentwicklung ermöglichen soll.
Im Zuge ihrer Zusammenarbeit möchten Merck und das Imec weitere Akteure aus der Biotech- und Pharmabranche für Kollaborationen gewinnen. Ziel ist es, gemeinsam die nächste Generation an MPS-Modellen zu entwickeln, die dazu beitragen können, Patienten schneller als je zuvor mit sichereren und wirksameren Therapien zu versorgen.
