Redefiniendo la investigación con modelos relevantes para humanos y listos para los ensayos
Información privilegiada con el Dr. Vicky Marsh Durban
Como candidata de grado y doctorado, Vicky estudió biología intestinal. Utilizó modelos animales para la investigación porque eran los únicos modelos relevantes disponibles en ese momento.
Cuando el cultivo de organoides entró en escena, cambió todo para su laboratorio y para ella. Desde entonces, ha trabajado para impulsar este campo innovador y no ha mirado hacia atrás.
En esta publicación de nuestra serie Insider Insights, en la que los expertos comparten reacciones rápidas y reflexiones profundas sobre lo que se necesitará para preparar a los científicos de la vida para lo que viene, Vicky nos habla sobre cómo los organoides preparados para ensayos están abordando los mayores desafíos a los que se enfrentan los investigadores de hoy en día trabajando con modelos complejos relevantes para el ser humano.
Las mentes que preguntan quieren saber:
¿Cómo ha visto que el desarrollo de modelos relevantes para el ser humano validados y listos para ensayos afecta o mejora la vida cotidiana de nuestros clientes?
Reacción rápida: Puedes tener una idea el viernes y tener los datos que necesitas para finales de la próxima semana.
Reflexión profunda: Dos cosas hacen que los ojos de un cliente se iluminen cuando escucha sobre nuestros organoides 3D Ready: la comodidad de su preparación para el ensayo y el gran número de organoides que podemos proporcionar.
Si un investigador está sentado en su mesa un viernes, pensando en un experimento que quiere abordar, puede sacar un vial de organoides 3D Ready del congelador, colocar los organoides en una placa e iniciar un experimento el lunes. Al viernes siguiente, tienen datos. Este hecho de darse cuenta de que no es necesario hacer ninguna subcultura o nada ha abierto un mundo de posibilidades.
Y es fascinante ver a los investigadores darse cuenta de cuántos organoides hay en un vial o cuántos podemos producir en un lote. La sorpresa es palpable. Son como: "Manténganse en un minuto. ¿Puede darme 100 000 organoides en un vial? ¿O un lote de millones?" Puede verlo pasar por la cabeza y darse cuenta de que pueden hacer muchos experimentos sin esperar mucho tiempo para empezar. No necesitan limitarse porque no pueden producir suficientes organoides. Llegan a un punto en el que no descubren nada que les impida hacer sus esfuerzos científicos. Pueden hacer tantos experimentos como deseen porque la producción de los modelos ya no es un factor limitante.
¿Por qué le parece emocionante?
Reacción rápida: Me encanta empoderar a los científicos para que sean científicos, para que puedan probar los divertidos y exploratorios experimentos que anteriormente podrían haber estado fuera de su alcance.
Reflexión profunda: Estoy motivado viendo a los clientes soñar con nuevos experimentos que ni siquiera habían pensado hacer antes con organoides. De repente, se dan cuenta de que tienen suficiente material para solo darle una oportunidad sin mucho que perder porque no han pasado meses cultivando los organoides. Pueden probar esos experimentos improcedentes que antes habrían sido demasiado una inversión y un compromiso. Para mí, esto es una investigación real, que impulsa la próxima generación de innovación y avances científicos utilizando organoides.
¿Qué tendencias o comentarios de los clientes han impulsado la innovación en esta área?
Reacción rápida: Nuestros clientes quieren organoides estandarizados y fiables a escala. Quieren hacer el trabajo de valor añadido, como ejecutar el ensayo o la pantalla, donde realmente pueden aplicar su intelecto científico.
Reflexión profunda: Los clientes nos dicen que no quieren pasar su tiempo cultivando organoides ellos mismos. Quieren hacer el trabajo de valor añadido, como ejecutar el ensayo o la pantalla, donde realmente pueden aplicar su intelecto científico. Permitir esto ha sido un factor importante para nosotros, ya que ha proporcionado a los clientes el número de organoides que necesitan.
También ha habido una llamada de despertador dentro de la comunidad de investigación científica sobre la crisis de reproducibilidad y la necesidad de estandarización. La importancia de replicar los resultados entre las personas y los laboratorios nos ha llevado a generar grandes lotes de organoides altamente reproducibles que se pueden utilizar para varios experimentos, lo que garantiza resultados coherentes.
¿A qué desafíos de investigación comunes se enfrentan ahora los clientes y cómo pueden abrir nuevas oportunidades los modelos relevantes para el ser humano validados y listos para ensayos?
Reacción rápida: El impulso hacia adelante se centrará en la accesibilidad y la reducción del listón de entrada para sistemas de modelos complejos, eliminando la necesidad de una amplia formación para manejar y utilizar estos modelos.
Reflexión profunda: Recientemente, ha habido una conciencia y atención significativas en torno a que los modelos 2D por sí solos son insuficientes para un paquete de datos completo. La presión de varias fuentes (agencias de financiación, revisores homólogos y reguladores) significa que ahora se pide a los investigadores que utilicen sistemas de modelos más relevantes para el ser humano, como modelos 3D, modelos de “órgano en un chip” y modelos multitejido, para validar sus resultados. Esto puede ser abrumador si nunca han trabajado con estos sistemas antes.
Nuestro objetivo es aumentar la accesibilidad y bajar el listón de entrada haciendo que los sistemas de modelos sean lo más sencillos posible de usar, eliminando la necesidad de una amplia formación para manejarlos y usarlos. Profundizar en la biología compleja depende de tener modelos bien caracterizados y validados que se puedan utilizar en diversas aplicaciones, desde ensayos de cocultivo hasta modelos 3D aún más sofisticados.
A medida que los desafíos de uso de organoides sean menores, por lo que la adopción aumentará, habrá una necesidad aún mayor de estandarización de modelos, una hazaña monstruosa pero digna que sería beneficiosa para la industria. Esto ha llamado la atención, especialmente de la FDA, que está impulsando la validación de modelos complejos para un contexto de uso específico. Se trata de tener modelos específicos para aplicaciones definidas para responder preguntas específicas. Especialmente en el ámbito de las pruebas de toxicidad, esto está empezando a crecer, con ensayos estándar de referencia que se comprenden bien y pueden respaldar las solicitudes a la FDA de nuevos fármacos o ayudar a determinar qué pacientes deben recibir, o no, ciertos fármacos. Esta estandarización es muy importante para los clientes a medida que empiezan a gravitar, o en algunos casos, se impulsan, más hacia el uso de modelos complejos.
En un mundo en el que los modelos relevantes para el ser humano validados y listos para ensayos alcanzan su máximo potencial, ¿qué cree que sucederá a continuación?
Reacción rápida: La colaboración interdisciplinar seguirá impulsando el cambio de paradigma hacia modelos 3D relevantes para el ser humano y ampliará los límites de lo posible, haciendo que los modelos de tejido sean más relevantes e impactantes de lo que podríamos tener la capacidad de imaginar.
Reflexión profunda: Imagino un futuro en el que el desarrollo continuo de nuevos sistemas de modelos dentro del ámbito académico impulse la verdadera innovación. Aquí es donde comienzan todos estos nuevos sistemas de modelos, y existe una creciente demanda de sistemas más complejos. Es increíble ver cómo las diferentes innovaciones de ingeniería en torno a la forma y estructura de los tejidos humanos impulsan diferentes comportamientos celulares. Todo esto se une: desde la ingeniería del microentorno físico, la ingeniería de las propias células, la producción y adición de diferentes tipos de células y la adición de diferentes fuerzas físicas. El espacio se está volviendo cada vez más emocionante a medida que los modelos de tejido se vuelven cada vez más relevantes, y esta mejora continuará.
También me intriga la forma en que varias disciplinas científicas y técnicas se están involucrando en este espacio. Los ingenieros de tejidos y científicos de materiales están desarrollando nuevos andamios celulares, superficies de cultivo y estructuras físicas para apoyar a las células de forma similar a los tejidos. Los ingenieros de productos químicos, procesos y automatización están trabajando en la adición de flujo de fluidos para imitar el movimiento de fluidos biológicos en los tejidos, y están encontrando formas de escalar eficazmente la producción de modelos para permitir lotes grandes con alta reproducibilidad y costes reducidos. Esta colaboración interdisciplinar es crucial para modelar tejidos y enfermedades humanos e industrializar estos sistemas modelo. Se está convirtiendo en un espacio fascinante donde diferentes disciplinas científicas y tecnológicas convergen para ampliar los límites de lo posible.
– Vicky Marsh-Durban,
Como directora de Servicios de Organoides Personalizados de Molecular Devices y exdirectora ejecutiva de Cellesce, Vicky aplica sus décadas de experiencia académica y en el sector para ayudar a los investigadores de ciencias biológicas a acceder a grandes lotes de organoides estandarizados y listos para ensayos cultivados utilizando nuestra tecnología de bioprocesos con patente pendiente.
La carrera de Vicky comenzó con un doctorado en genética del cáncer de la Universidad de Cardiff. Obtuvo una beca de investigación posdoctoral en UCSF y luego volvió a Cardiff para una beca de investigación. Se trasladó al sector comercial para incorporarse a ReNeuron y, más tarde, pasó a ser Directora de Operaciones y Directora Ejecutiva en Cellesce para 2021, liderando la empresa hasta su adquisición por Molecular Devices en 2022.