Společnost Cellino využívá umělou inteligenci a strojové učení k rozšiřování produkce terapií kmenovými buňkami

Vydáno 23.9.2021 Věda

Společnost Cellino, která vyvíjí platformu pro automatizaci produkce kmenových buněk, v rámci TechCrunch Disrupt 2021 představila podrobnosti o tom, jak její systém, který kombinuje technologii umělé inteligence, strojového učení, hardware, software a laserů by případně mohlo demokratizovat přístup k buněčným terapiím. Jejím cílem je snížit náklady spojené s výrobou lidských buněk a současně zvýšit výnosy.

Cellino založil tým, jehož zázemí zahrnuje fyziku, biologii kmenových buněk a strojového učení. Společnost působí v odvětví regenerativní medicíny. Tento prostor v současné době prochází revolucí, kde by nový vývoj v genové a buněčné terapii mohl vést k průlomovým lékům u řady hlavních chorob. Například použití personalizovaných lidských buněk sítnice by mohlo být transplantováno k zastavení nebo zvrácení věkem podmíněné makulární degenerace, která může způsobit oslepnutí. Dnes jsou takové buněčné terapie pro většinu lidí nedostupné, protože proces buněčné produkce nebyl automatizován ani vyroben škálovatelně a efektivně.

 

Místo toho lidské buňky, které se nyní používají v těchto klinických studiích, jsou většinou vyráběny ručně. Vědci pomocí jejich dlouholetého školení a odborných znalostí vyhodnocují, které buňky mají nízkou kvalitu a které je třeba je odstranit. Potom nechtěné buňky seškrábnou špičkou pipety. Tento proces je časově náročný a produkuje pouze malý výnos. V tomto manuálním procesu je výtěžek asi 10 % až 20 % buněk, které by byly schopné projít závěrečnými testy zajištění kvality požadovanými pro transplantaci člověka.

Cellino pracuje na vylepšení tohoto procesu, aby produkoval více buněk vyšší kvality. Jejím cílem je v příštích třech letech stlačit výnos alespoň na 80%. Za tímto účelem systém Cellino automatizuje všechny lidské kroky ve výrobním procesu pomocí technik strojového učení.

Aby společnost identifikovala, které buňky mají vysokou nebo nízkou kvalitu, shromažďuje rozsáhlé tréninkové datové sady, ve kterých vyučuje algoritmy pro určování kvality buněk na základě řady faktorů. To zahrnuje buněčnou morfologii – význam, tvar, velikost a hustotu buněk. Fluorescenční povrchové markery lze také použít k identifikaci dalších faktorů důležitých pro linii produkovaných buněk, jako je například umístění proteinů na buňce.

Použitím strojového učení a umělé inteligence k identifikaci na základě standardních a dobře přijímaných biologických testů používaných FDA (Úřad pro kontrolu potravin a léčiv – pozn. red) by se systém mohl odklonit od lidské anotace a variability, která se zavádí do procesu produkce lidských buněk.

Poté, co software Cellina identifikuje, které nekvalitní buňky je třeba odstranit, je pomocí laseru zacílí. Laser vytváří dostatečně velké kavitační bubliny, které zabijí buňku, ale je to provedeno vysoce lokalizovaným způsobem, jež neškodí sousedním buňkám, protože tepelné teplo se nerozptýlí do okolních buněk. Je to také přesnější technika než ruční metoda. (Cellino systém má rozlišení 5 mikronů, zatímco buňky mají velikost 10–15 mikronů). To má za následek propustnost asi 5 000 buněk za minutu, což je vysoce účinné ve srovnání s manuálními technikami.

Kliničtí lékaři dnes při provádění klinického hodnocení při outsourcingu buněčné produkce platí téměř milion dolarů na pacienta. Cellino si klade za cíl, díky této automatizaci, dostat náklady pouze na desítky tisíc dolarů.

Zmenšením produkce buněk by personalizované buněčné terapie mohly také pomoci širšímu okruhu pacientů ve srovnání s jinými technikami spoléhajícími se na banky kmenových buněk. Nejedná se vždy o geneticky rozmanité vzorky, takže menší etnické skupiny jsou mimo dosah pokroku v tomto prostoru. Buňky z banky také vyžadují, aby příjemci užívali imunosupresiva, protože buňky nejsou vaše vlastní a tělo je může odmítnout.

Využití laserů vyvinula spoluzakladatelka a generální ředitelka společnosti Cellino Nabiha Saklayen, která si na Harvardu nechala patentovat vynález v buněčné laserové editaci a získala titul Ph.D. ve fyzice. Jako spoluzakladatele okamžitě přijala Marinu Madrid, aplikovanou fyzičku, se kterou pracovala roky na spoluvynálezu intracelulárních doručovacích technik založených na laseru. Aby získala více mentorství ohledně pěstování startupu, obrátila se Saklayen na startovací ekosystém Bostonské oblasti.

„Nevěděla jsem nic o startupech. Chtěla jsem pracovat s lidmi, kteří věděli, jak budovat společnosti, jak komercializovat technologie, stavět nástroje – a bostonský ekosystém je v tomto ohledu fantastický. V prvních týdnech jsem se tedy začala spojovat se spoustou lidí – s kýmkoli, kdo byl v biotechnologické oblasti nebo na Harvard Business School, “ vysvětluje Nabiha Saklayen. To ji přivedlo k spoluzakladateli Cellina a CTO Mattiasu Wagnerovi, který dříve stavěl společnosti v oblasti optiky a přístrojového vybavení.

„Tak se sešel zakládající tým,“  komentuje dále pro TechCrunch  Saklayen. „Bylo to velmi doplňující, protože jsme s Marinou byli spoluvynálezci původní technologie, která platformu inspirovala, a Mattias přinesl toto ohromné ​​pozadí v oblasti polovodičů a optických přístrojů,“ říká Saklayen.

Od svého založení v roce 2017 společnost Cellino získala 16 milionů dolarů na financování počátečního financování v kole, které společně vedly společnosti The Engine a Khosla Ventures, za účasti fondu Humboldt Fund a 8VC.

Společnost nyní spolupracuje s NIH (The National Institutes of Health  – Národní institut zdraví – pozn. red.) na studiích kompatibility. V současné době to znamená, že Cellino ve svém systému vyrábí kmenové buňky, které pak porovnává s těmi, které byly vyrobeny v NIH a které již byly testovány na lidech pro přizpůsobené buněčné terapie chorob sítnice. Cellino později doufá, že použije svůj systém k řešení oblastí, jako je Parkinsonova choroba, svalové poruchy a kožní štěpy a jiné.

„Úhel společnosti Cellino je také velmi jedinečný v tom smyslu, že máme tento automatizovaný systém na výrobu lidských buněk. Náš systém by mohl vytvořit buňky pro každou lidskou bytost – v této zemi, ve světě,“ pokračuje. „Existuje mnoho přístupů k buněčné terapii, které se snaží využívat běžné buňky a běžné terapie, které budou fungovat pouze pro určité části populace. Vzhledem k tomu, že se Spojené státy etnicky stávají rozmanitějšími, potřebujeme přizpůsobená řešení pro každého,“ uzavírá Saklayen.

zdroj: TechCrunch

photocredit: DVC stem

Zadejte e-mailovou adresu

a nic ze Světa průmyslu vám už neunikne!

Vaše osobní údaje budeme zpracovávat pouze za účelem zasílání newsletterů, a to v souladu s platnou legislativou a zásadami ochrany osobních údajů. Svůj souhlas se zasíláním a zpracováním osobních údajů můžete kdykoli odvolat prostřednictvím odhlašovacího odkazu v každé kampani.

Rozhovory

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

Vydáno 24.6.2022

P-D Refractories CZ a.s. je jedním z největších výrobců a dodavatelů žárovzdorných výrobků a surovin v Evropě. Na primární položky produkce, novinky a úskalí spojená s energetickou krizí a konfliktem na Ukrajině jsme se zeptali Ing. Jiřího Kyncla, generálního ředitele společnosti.     Vaší vizí jsou stále lepší výrobky a služby pro Vaše zákazníky. Můžete nám […]

Profesionálně od podlahy až po střechu

Profesionálně od podlahy až po střechu

Vydáno 24.6.2022

Polyuretanová, tedy PUR pěna je jedním z nejlehčích a nejlepších izolantů. Způsob, jakým se pěna aplikuje, řeší spoustu kritických detailů, se kterými se řemeslníci potýkají u jiných izolantů, které musí opracovat, tvarovat, spojovat či lepit. Jaké typy střech se PUR pěnou izolují? K čemu se PUR pěna používá ve filmovém a zábavním průmyslu? Jak přispívá […]

Tradiční dodavatel v netradiční době

Tradiční dodavatel v netradiční době

Vydáno 24.6.2022

Společnost Doosan Škoda Power s.r.o., výrobce parních turbín a souvisejících energetických zařízení, má za sebou dlouhou a úspěšnou historii 118 let a více než 650 dodaných strojů o souhrnném výkonu 130 GW po celém světě. Štepán Šmida, který ve společnosti působí na pozici Business Development Manager, na Dnech teplárenství a energetiky mluvil o možnostech, které […]

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

Vydáno 23.6.2022

Naše produkty vyrábíme ze surovin, které si bereme z přírody. Přetváříme je do přírodního stavebního materiálu, ze kterého umožňujeme našim zákazníkům stavět zdravé a udržitelné bydlení. Naše společnost je vedena snahou vracet přírodě, když si z ní něco bereme, a proto jsme v letošním roce zintenzivnili práci na projektech, které jsou spojené s ochranou a […]

Zobrazit Více