KOMM: IdentiPhy - In Silico Tools for Improved Drug Testing in Microphysiological Systems

Medikamenter er en helt sentral del av moderne medisin som har gitt samfunnet muligheten til å behandle eller begrense en rekke vanlige lidelser. Utviklingen av nye medisiner er lovende og legemiddelindustrien ønsker å utvikle medisiner mot blant annet Alzheimers, kreft, hjertesvikt og diabetes. Enorme ressurser brukes på forskning og utvikling over hele verden for å utvikle nye legemidler. Til tross for store fremskritt, er det fremdeles lang vei fra utvikling av nye medikamenter i laboratorier, til faktisk bruk for pasienter som trenger hjelp. En viktig grunn til dette er potensielt farlige bivirkninger av nye medikamenter. Historien viser at mange lovende medikamenter har hatt farlige bivirkninger og at disse har rammet mange pasienter. Tradisjonelt brukes dyreforsøk for å teste om nye medikamenter er trygge, men dette har vist seg å være utilstrekkelig. Mennesker og dyr er ikke like nok til at presise svar kan oppnås selv om man kombinerer mange forskjellige forsøk med dyr. Bedre forståelse av toksikologi er nødvendig for å forbedre eksisterende test-regimer. Denne utfordringen har vært åpenbar de siste to årene fordi pandemien har gjort det nødvendig å teste ut medisiner langt raskere enn tidligere. Det er et stort behov for bedre forståelse av uheldige bivirkninger for mennesker og veien til å oppnå dette går via testing på celler fra mennesker. Et langt steg i denne retningen er utviklingen av pluripotente stamceller fra menneskeceller. Denne utviklingen åpner muligheten for stabil tilgang på store mengder celler fra mennesker som kan brukes i analyse av nye kjemikalier. En utfordring er imidlertid at disse cellene er veldig umodne og er derfor forskjellige fra voksne celler. Hjerteceller utvikler seg over mange år og det vil være upraktisk og utvikle stamceller til voksen alder. I dette prosjektet har vi utviklet analyseverktøy som bruker data fra umodne celler og estimerer resultatene på voksne celler. Målinger av effekten av nye medikamenter på umodne celler kan nå brukes til å gi presise estimater på hvordan disse medikamentene vil virke på voksne hjerteceller. Disse analyseverktøyene gir mulighet til å avsløre farlige bivirkninger tidlig i utviklingen av nye medikamenter. Vi har etablert et felles selskap, Oraganos inc., sammen med våre partnere på UC Berkeley. I Organos har vi utviklet en pilot i et prosjekt sammen med et stort farmasi-selskap. Som et biprodukt av denne utviklingen har vi også utviklet algoritmer for å oversette resultater fra dyreforsøk til mennesker. Problemet med å oversette fra umodne celler til voksne celler, viser seg å være nært med beslektet med å oversette mellom arter.

We have developed a commercial implementation of systems for the mechanistic understanding and extrapolated prediction of cardiac effects of pharmaceutical compounds. This system could improve the drug development pipelines with earlier, cheaper, and more accurate assessments of potential cardiac effects. In addition, we have found that this system is not only useful for the detection of side effects of compounds, but could be used to actually discover new compounds and methods of cardiac therapy, an immense need in modern health care systems. Both better methods for cardiac toxicity assessment and new routes for cardiac drug discovery could lead to improved patient health through the faster, less expensive development of safe and effective drugs.