Basierend auf "KI + Organ-Chip" Entwicklung neuer Medikamente: "YaoSu Technologie" kooperiert mit diesem Pharmariesen | Frühprojekt

Text von | Hu Xiangyun

Redaktion | Hai Ruo Jing

Dies ist ein transparentes, weniger als eine halbe Handfläche großes dünnes Blatt, das Sauerstoff, Nährlösung und verschiedene Zellen enthält. Es kann die Funktionen und Mikroumgebungen menschlicher Organe „kopieren“ und Forschern zur Krankheitsmodellierung, Medikamentenentwicklung und anderen Arbeiten dienen. Dieses Blatt wird als „Organ-Chip“ bezeichnet.

In der ursprünglichen Vorstellung der Branche könnte der Organ-Chip eine ethischere Experimentalumgebung schaffen: Wissenschaftler müssten nicht jedes Jahr hunderte bis sogar Millionen von Versuchstieren „human behandeln“, sondern könnten alle Tests zur Sicherheit und Wirksamkeit von Medikamenten auf dem Chip durchführen. Wirtschaftlich ist diese Vision ebenfalls äußerst verlockend. Laut Gao Te Jia-Daten können die Kosten für Tierversuche, ohne Berücksichtigung der Haltungskosten, zwischen 6.500 und 800.000 USD liegen. Die Kosten für einige derzeit vorhandene Organ-Chip-Experimente betragen jedoch nur 10 % der Tierversuche.

Im Jahr 2022 wurde der Modernization Act 2.0 der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) genehmigt; Im Jahr 2024 brachte der US-Kongress den FDA Modernization Act 3.0 auf den Weg, um die Umsetzung des Gesetzes 2.0 in der pharmazeutischen Industrie zu beschleunigen. Diese ursprünglich Nischensparte erlebt nun eine beispiellose Entwicklungschance. Daten von Allied Market Research deuten darauf hin, dass der Markt für Organ-Chips im Jahr 2030 die 1,6-Milliarden-Dollar-Marke überschreiten dürfte.

Wie ist der Stand der Anwendung dieser möglicherweise „disruptiven“ technologischen Revolution der traditionellen Neuentwicklung von Medikamenten in der Branche? Kürzlich haben wir mit Yao Su Technology gesprochen, das Organ-Chip-Produkte entwickelt. Yao Su Technology wurde Ende 2021 gegründet und hat inzwischen Betriebsstätten in Boston, Shanghai, Shenzhen, Zhengzhou und anderen Orten eingerichtet sowie in Zusammenarbeit mit mehreren Krankenhäusern und Forschungseinrichtungen ein AI+Organoid-Klinik-Anwendungszentrum aufgebaut.

Xie Xin erwähnte, dass, wenn die Erwartung der Branche an Organoide und Organ-Chips vor mehr als zehn Jahren darin bestand, Tierversuche zu ersetzen, die derzeitige gemeinsame Erkenntnis tatsächlich rationaler geworden ist: nicht zu ersetzen, sondern den Organ-Chip und das Tiermodell zu nutzen, um gemeinsam ein vollständigeres und wissenschaftliches präklinisches medikamentöses Testmodell zu erstellen und die IND-Anmeldung durchzuführen, um die Genauigkeit der Medikamentenpipeline nach Eintritt in die klinische Phase zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.

„Insgesamt ist das Verständnis großer ausländischer Pharmaunternehmen in diese Richtung höher. Die führenden MNC richten im Grunde alle Abteilungen zur Mikrophysiologischen Systeme (MPS)-Forschung ein und arbeiten mit Organ-Chip-Unternehmen zusammen. Auch die FDA beteiligt sich und leitet einige Kooperationen wie das OASIS Consortium, um gemeinsam mit Pharmaunternehmen Branchenstandards zu setzen. Derzeit konzentrieren sich unsere entsprechenden Geschäftstätigkeiten hauptsächlich im Ausland, und unsere Kunden umfassen Unternehmen wie Sanofi, L'Oréal und andere. Ab diesem Jahr werden wir auch verstärkt mit inländischen Pharmaunternehmen zusammenarbeiten und mithilfe von AI und Organ-Chips Pharmaunternehmen dabei unterstützen, die Zulassung neuer Medikamente zu beschleunigen “, erklärte Xie Xin.

Ein Beispiel für die jüngste Zusammenarbeit zwischen Yao Su Technology und Sanofi ist die Entwicklung eines Organ-Chip-Modells zur Bewertung der Gefäßtoxizität. Die Forschung wird von den Sanofi Awards for Innovations in Data Exploration & Analytics gefördert.

In der Forschung und Entwicklung neuer Medikamente ist die Gefäßtoxizität ein wichtiger Sicherheitsindikator. Als wichtiger Weg für die Aufnahme und Wirkung von Arzneimitteln kann eine Funktionsstörung der Blutgefäße zu Thrombosen und anderen schwerwiegenden Nebenwirkungen führen. Bei traditionellen Methoden wird die Toxizität von Gefäßen oder anderen Organen hauptsächlich mithilfe von Tiermodellen bewertet, aber „aufgrund von Unterschieden zwischen den Arten ist die Effizienz der Umwandlung oft sehr niedrig, was dazu führen kann, dass einige sicher und wirksam erscheinende Modelle bei Tieren beim Ein treten klinische Studien fehlschlagen“. Im Vergleich dazu können Organ-Chips die mikro Umgebungen menschlicher Blutgefäße präzise simulieren, indem sie mikrofluidische und biotechnologische Methoden nutzen, um die Effizienz und Genauigkeit der Toxizitätsbewertung zu erhöhen und so eine leitfähigere technische Absicherung für die Medikamentenentwicklung bieten.

Darstellung eines Organ-Chip-Produkts (Bildquelle: Yao Su Technology)

Als eine Klasse von immer noch relativ fortgeschrittenen Technik anwendungen, welche Fähigkeiten wägen Unternehmen bei der Wahl von Partnern zur Entwicklung von Produkten im Bereich Organ-Chips ab?

Laut Einführung dauerte der Prozess von den ersten Gespägen bis zur Umsetzung der Zusammenarbeit mit Sanofi etwa acht Monate. „Was die technischen Vorteile angeht, haben wir nicht nur viele technische Vorarbeiten in der Organ-Chip-Forschung im Zusammenhang mit Blutgefäßen geleistet, sondern auch in die AI-Richtung orientiert, indem wir zum Beispiel Datenbanken konstruierten und entwickelten sowie neue Methoden zur Bewertung von Medikamentenwirkung entwarfen, die von MNCs als Fähigkeit geschätzt werden.“

Xie Xin erwähnte, dass eine der gemeinsamen Merkmale von im Ausland gegründeten Organ-Chip-Unternehmen in den letzten zwei Jahren die „sehr enge Verbindung mit AI“ ist, unabhängig davon, ob sie zu Beginn auf Testdienstleistungen oder klinische Dienstleistungen ausgerichtet sind. Das endgültige Ziel besteht meist darin, durch die Kombination von Hochdurchsatz-Organ-Chips und AI eine Datenbank zu erstellen und damit „in diesem Datensatz dreidimensionaler Datenstrukturen einige neue Medikamentenpipelines zu entdecken, die zuvor in Tiermodellen oder zweidimensionalen Zellschichten nicht erkannt wurden“.

„Wir sind der Meinung, dass die Kombination von Organ-Chips mit AI eine Fähigkeit ist, die die nächste Generation von Organ-Chip-Unternehmen besitzen muss. Organ-Chips sind im Wesentlichen eine grundlegende technische Plattform, und der größere Wert besteht darin, die daraus resultierenden biologischen Daten zu generieren. Wie wir diese biologischen Daten nutzen, um möglicherweise neue Medikamentenpipelines zu entdecken, könnte eines unserer zukünftigen Stärken sein.“

Erwähnenswert ist, dass dies auch eine der möglichen Entwicklungspfade ist, die die Branche für Unternehmen in dieser Nische erwartet. Neben der Entwicklung in Richtung präzise Geräteherstellung und CRO wird Biotech, das sich auf die Entwicklung neuer Medikamente auf Basis von Organoid-/Organ-Chip-Technologie konzentriert, auch als eine künftig weit verbreitete Geschäftsmodell angesehen. „Wir hoffen, dass eines Tages die Erteilung von Lizenzen für entdeckte neue Medikamentenpipelines an große Pharmaunternehmen bei Yao Su Technology zu einem zweiten Wachstumsstrang des Umsatzes beitragen kann.”

Darüber hinaus wird berichtet, dass Yao Su Technology nach der offiziellen Bekanntgabe einer Finanzierungsrunde im zweistelligen Millionenbereich im Juli 2024 nun eine neue Angel-Serie-Finanzierungsrunde abschließen wird. Das Unternehmen plant auch, Ende 2025 eine Pre-A-Runde Finanzierung zu starten.