Transformando el acceso a modelos importantes en humanos: automatización e innovación en flujos de trabajo de biología complejos
Información privilegiada con Aaron Risinger
El apellido de Aaron es de origen alemán, derivado de la palabra alemana de nivel medio-alto "rïz", que significa subir o subir.
Adecuado, como en esta publicación de nuestra serie Insider Insights, donde 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, Aaron habla sobre las tecnologías automatizadas actuales que están ayudando a los clientes a superar los desafíos cuando trabajan con biología compleja.
Luego, nos lleva cada vez más alto para imaginar un futuro de medicina personalizada que es posible gracias a las innovaciones que estamos avanzando ahora.
Las mentes que preguntan quieren saber:
¿Cómo ha visto que el desarrollo de la automatización del crecimiento de modelos relevantes para el ser humano afecta o mejora la vida cotidiana de nuestros clientes?
Reacción rápida: La automatización de algunos de estos flujos de trabajo libera a las mentes científicas de debajo del capó, lo que les permite pensar realmente en el diseño de sus próximos experimentos. Esto tiene un gran impacto en nuestra comunidad científica general, lo que mejora su propia productividad e innovación.
Reflexión profunda: Estamos presenciando un cambio de paradigma en el uso de modelos de enfermedades. Históricamente, la dependencia de líneas celulares inmortalizadas tradicionales no ha dado los resultados deseados, lo que ha provocado una transición hacia modelos más relevantes para el ser humano. Los descubrimientos revolucionarios, como el trabajo ganador del Premio Nobel de la Dra. Shinya Yamanaka en células madre adultas iPSC y el descubrimiento del Dr. Hans Clevers de organoides derivados de pacientes humanos autorreplicables, han abierto nuevas vías. Sin embargo, producir esta compleja biología a escala ha sido un desafío. La industrialización de la biología compleja, basada en nuestra experiencia con líneas celulares tradicionales, es emocionante. Las herramientas automatizadas ahora traducen las técnicas de cultivo celular de laboratorio diarias en un enfoque industrializado, proporcionando biología compleja con mayor reproducibilidad a la vez que a la escala necesaria para el cribado temprano de fármacos. Esto permite la selección de candidatos e identificación de candidatos potenciales en función de modelos relevantes para el ser humano, lo que aumenta las posibilidades de éxito en ensayos clínicos.
Además, la automatización ha afectado significativamente a la vida de nuestros científicos. La naturaleza exigente de las técnicas de cultivo celular para modelos complejos relevantes para el ser humano a menudo dictaba los calendarios de los científicos, lo que les ponía presión. Al automatizar estos flujos de trabajo, hemos devuelto a nuestros científicos de cultivo celular sus fines de semana, liberándolos de la campana y permitiéndoles centrarse en diseñar sus próximos experimentos. Este cambio no solo mejora su equilibrio entre el trabajo y la vida personal, sino que también mejora la productividad e innovación general de la comunidad científica.
¿Por qué le parece emocionante?
Reacción rápida: Personalmente, me resulta emocionante porque sabemos que hay una necesidad de cambio. La idea de que estas herramientas automatizadas ahora pueden traducir algunas de las técnicas de cultivo celular que se realizan en los laboratorios cotidianos en un enfoque industrializado tiene el potencial de proporcionar una biología compleja con una reproducibilidad mucho mayor y a escala, lo que hace que estos modelos relevantes para el ser humano sean accesibles antes en el proceso de descubrimiento de fármacos.
Reflexión profunda: Esta necesidad de cambio nos está mirando directamente al frente. Creemos en los datos y hemos visto la tasa inaceptable de nuevos fármacos que no logran superar los ensayos clínicos junto con los costes asociados. El hecho de que todavía haya enfermedades raras a las que no se pueda acceder debido a la falta de sistemas de modelos adecuados es un problema significativo. La emoción se está desarrollando con el potencial que existe en estos nuevos modelos relevantes para el ser humano, tanto en el mundo iPSC como en el mundo organoide derivado del paciente, complementado por la automatización e industrialización del proceso de cultivo celular a través de herramientas como el sistema automatizado de cultivo celular CellXpress.ai®. Estoy entusiasmado con la ciencia y estoy ansioso por ver los descubrimientos que surgirán de esto.
También me entusiasma el proceso de realizar estudios comparativos basados en los modelos en los que hemos confiado durante años, estudiarlos en profundidad y averiguar qué es lo mismo y, lo que es más importante, qué es diferente. ¿Esas diferencias importan? ¿Tienen un impacto? Estoy encantado con científicos como el Dr. Lee Rubin de Harvard y otros que están liderando este campo. Han tenido la previsión de identificar la importancia de este cambio hacia modelos relevantes para el ser humano y han luchado duro junto con el Dr. Hans Clevers y el Dr. Yamanaka para hacer realidad estos avances.
¿Qué tendencias o comentarios de los clientes han impulsado la innovación en esta área?
Reacción rápida: Hemos adoptado a un inquilino de nuestra empresa matriz, Danaher, que dice: “Los clientes hablan, nosotros escuchamos”. Este principio ha impulsado nuestra innovación y nos ha ayudado a pasar de centrarnos únicamente en el análisis de terminales a abordar los flujos de trabajo integrales requeridos por nuestros clientes para el descubrimiento de fármacos.
Reflexión profunda: En Molecular Devices, hemos realizado un cambio significativo en los últimos 7-8 años, impulsado por los comentarios de líderes de opinión clave y superusuarios de nuestros instrumentos. Estos expertos han pedido ayuda para generar biología 2D y 3D más compleja que permita su descubrimiento posterior. Esto nos ha llevado de ser una excelente empresa de análisis de terminales a centrarnos en permitir flujos de trabajo integrales necesarios para crear materiales biológicos, modelos de enfermedades y diversas moléculas para el descubrimiento de fármacos. Nuestros clientes han desempeñado un papel en nuestros esfuerzos de innovación. Estas relaciones mejoran nuestra capacidad de diseñar herramientas que industrialicen procesos biológicos complejos, haciéndolos reproducibles y escalables.
Por ejemplo, nuestros clientes necesitan grandes volúmenes de material biológico. Esto es especialmente importante con la introducción de la multiómica, especialmente la multiómica espacial, que requiere una biología significativamente mayor. El desafío es crear modelos escalables y reproducibles. En este paradigma, los clientes envían partes del material a varios centros de análisis, como centros genómicos funcionales y centros de espectrometría de masas proteómicas, a la vez que siguen teniendo suficiente material para el cribado fenotípico de alto contenido. Si el material biológico es reproducible a escala, los datos pueden corroborarse y analizarse para obtener información exhaustiva.
Para abordar los desafíos de producir modelos complejos relevantes para el ser humano a escala, hemos desarrollado herramientas como el sistema automatizado de cultivo celular CellXpress.ai®, y su predecesor, el Centro de innovación de organoides, que han abierto nuevas vías mediante la industrialización del proceso.
¿A qué desafíos comunes de investigación se enfrentan ahora los clientes y cómo puede la automatización del crecimiento de modelos relevantes para el ser humano abrir nuevas oportunidades?
Reacción rápida: Al proporcionar tecnologías de plataforma que ayudan a superar los obstáculos clave e industrializar los procesos, podemos convertir los enfoques manuales en enfoques más rutinarios a través de la automatización, democratizando el acceso a modelos relevantes para el ser humano altamente reproducibles.
Reflexión profunda: Nos estamos embarcando en un área científica emergente de descubrimiento, implementando modelos relevantes para el ser humano a escala, de forma reproducible. Debido a la naturaleza fragmentada de este nuevo campo y a la rápida creación de prototipos necesarios para el descubrimiento novedoso, aún no se han establecido enfoques estandarizados para la generación de modelos de enfermedad complejos. Estamos intentando complementar las líneas celulares inmortalizadas clásicas con nuevos enfoques de biología y medicina personalizada, donde los tejidos específicos demográficos y relacionados con la enfermedad se obtienen directamente de los pacientes. Este enfoque es muy prometedor, pero crea nuevos problemas que deben resolverse. Es posible que los científicos deban reunirse en consorcios y formar comités multidisciplinares para consolidar los hallazgos y enfoques de múltiples laboratorios, creando consenso.
Una forma de lograrlo es proporcionando tecnologías de plataforma que ayuden a industrializar estos procesos, convirtiendo los enfoques manuales en enfoques más rutinarios a través de la automatización. A medida que la industria se ponga al día con este campo emergente, habrá oportunidades para consolidar métodos fragmentados en un enfoque más unificado, lo que conducirá a una mayor reproducibilidad, mayor acceso y democratización de modelos relevantes para el ser humano. Esto formará un consenso en toda la comunidad científica sobre la mejor forma de producir estos modelos, lo que creará un impacto significativo en el descubrimiento de fármacos, el cribado de fármacos y la comprensión de los mecanismos de acción.
En un mundo en el que la automatización del crecimiento de modelos relevantes para el ser humano alcanza su máximo potencial, ¿qué imagina que sucederá a continuación?
Reacción rápida: Imagine un mundo en el que su epigenética específica, su estado actual de la enfermedad y su estado de la enfermedad en evolución, a medida que se somete a tratamiento, sean accesibles para el descubrimiento y las pruebas en tiempo real. Esto tiene un inmenso potencial para resolver importantes crisis de salud humana que afectan a todos y cada uno de nosotros.
Reflexión profunda: Me encantan estas preguntas de tipo varita mágica y de gran tamaño porque lo que veo, justo fuera de alcance, es el concepto de medicina personalizada que realmente se convierte en realidad. Imagine un mundo en el que su epigenética específica, su estado actual de la enfermedad y su estado de la enfermedad en evolución, a medida que se somete a tratamiento, sean accesibles para el descubrimiento y las pruebas en tiempo real. El uso de organoides derivados del paciente o modelos de células madre adultas iPSC de su propio tejido, a medida que la enfermedad cambia en respuesta al tratamiento, o en algunos casos no responde, nos permite hacer la pregunta crítica: ¿Qué hacemos a continuación? Los cimientos que estamos sentando ahora estudiando estos modelos relevantes para el ser humano conducirán a avances que acelerarán el proceso, lo que nos permitirá abordar la medicina personalizada de una manera significativa.
A través de los estudios que nuestros clientes están llevando a cabo sobre modelos relevantes para el ser humano, tanto en organoides derivados de pacientes como en trabajo de iPSC, estamos allanando el camino para avances significativos. Con el tiempo, estos esfuerzos nos permitirán producir y escalar modelos de tejido personalizados lo suficientemente rápido como para proporcionar respuestas oportunas. Esto tiene un inmenso potencial para resolver algunas de las crisis de salud humana que afectan a todos y cada uno de nosotros. Al acelerar el desarrollo y la aplicación de estos modelos, podemos revolucionar realmente la medicina personalizada y mejorar los resultados para los pacientes de todo el mundo.
Elevador Aaron
Como director de Desarrollo Empresarial para la Automatización de Flujos de Trabajo Celulares en Molecular Devices, Aaron es responsable de fomentar colaboraciones y asociaciones estratégicas para impulsar el éxito comercial de nuestra unidad de negocio de Flujos de Trabajo Celulares y Automatización. Esto incluye el desarrollo, la ampliación y la fabricación de organoides derivados de pacientes (PDO) y tecnologías de vanguardia como el sistema automatizado de cultivo celular CellXpress.ai®.
Con más de dos décadas de experiencia en las ciencias biológicas, Aaron colabora activamente con instituciones académicas, organizaciones de investigación y empresas farmacéuticas para impulsar la innovación en biología 3D. Tiene un título en Bioquímica de la Universidad de Texas A&M y un MBA de la Universidad de Texas, San Antonio.