Le spécialiste innovant de l'organe sur puce Dynamic42 et Esqlabs, experts en solutions numériques des sciences de la vie, ont développé avec succès un système de trois organes, en étroite collaboration avec la division de santé des consommateurs de Bayer et le Placenta Lab à l'hôpital universitaire de Jena. La plate-forme a le potentiel de réduire considérablement les tests animaux en utilisant la technologie d'organe sur puce (OOC) et les logiciels de calcul interactifs. L'objectif du projet pilote d'un an était de collecter des données cliniquement pertinentes, cruciales pour l'évaluation des nouveaux candidats médicamenteux dans la recherche préclinique. Les résultats du projet ont maintenant été publiés dans Frontiers dans Pharmacology Journal.
Le projet a étudié si certains médicaments pourraient traverser la barrière placentaire sanguin chez les femmes enceintes – un groupe de personnes rarement incluses dans les essais cliniques en raison de restrictions éthiques et pratiques. Un accent particulier était sur l'étude des médicaments pendant la grossesse, en particulier les corticostéroïdes tels que la prednisone, car il existe des données limitées disponibles sur la pharmacocinétique et la sécurité dans ce domaine. Les modèles précliniques conventionnels, y compris les études animales, ne fournissent pas suffisamment d'informations sur l'exposition au médicament de la mère et de l'enfant à naître.
Sommaire
Le modèle à trois organes améliore la prédiction de la réponse aux médicaments
Pour combler l'écart existant dans la recherche préclinique en médicaments, Dynamic42 a développé le potentiel de sa plate-forme existante, qui est basée sur la technologie dite «organe sur puce». La plate-forme développée représente les trois principaux tissus humains impliqués dans l'utilisation du médicament – foie, intestin et placenta. Un système de pompe intégré garantit que le milieu de culture cellulaire circule entre les tissus, permettant ainsi une simulation réaliste de la distribution des substances. L'analyse numérique couplée des données générées dans la plate-forme permet le transfert vers des conditions humaines. En utilisant le médicament prednisone comme substance modèle, le système simule l'absorption, le métabolisme et le transfert du médicament via le placenta.
Simulation avec technologie de jumeaux numériques
L'utilisation de la technologie de jumeaux numériques est une approche prometteuse pour améliorer la sécurité et l'efficacité des médicaments. À l'aide de modèles informatiques qui représentent de manière réaliste des processus biologiques, les effets de médicaments aigus et à long terme peuvent être simulés. Esqlabs intègre des données expérimentales de la plate-forme multi-organes dans des modèles mathématiques pour prédire précisément la distribution et le métabolisme des médicaments chez les femmes enceintes. Cela contribue à une meilleure évaluation des relations dose-réponse et de l'évaluation des risques.
Alternative sans animaux pour la recherche en pharmacocinétique
Bien que les tests animaux soient souvent obligatoires dans la phase préclinique du développement de nouveaux médicaments, il peut être difficile de transférer les résultats des animaux aux humains. La plate-forme développée représente une alternative prometteuse aux tests animaux et apporte une contribution importante à la compréhension du comportement médicamenteuse pendant la grossesse. Il peut également étayer l'évaluation précoce de la sécurité des médicaments dans les populations vulnérables. Ces résultats soulignent le potentiel du système pour simuler des processus pharmacologiques complexes in vitro et ainsi permettre des prédictions plus précises de la sécurité et de l'efficacité des médicaments.
Citations des partenaires
«Nous avons créé une nouvelle façon passionnante de combiner MPS dans un cadre multi-organes avec silico prédictions. Avec cette plate-forme, nous pouvons porter l'évaluation de la sécurité des médicaments et de l'efficacité à un tout nouveau niveau, fournissant des données précieuses pour le développement de thérapies sûres et efficaces », a déclaré le Dr Martin Raasch, PDG de Dynamic42.
«Chez Esqlabs, nous nous spécialisons dans le fait de combler l'écart entre les données de laboratoire humide et la modélisation informatique via les technologies de nos jumeaux numériques pour la recherche translationnelle.
En intégrant des simulations in-silico avec des plates-formes MPS multi-organes, nous élevons les tests précliniques à de nouveaux niveaux de précision et de fiabilité. Ce projet de pilote collaboratif avec Dynamic42, Bayer et le Laborat Placenta illustre comment nous pouvons réduire les tests animaux et approfondir notre compréhension du comportement des médicaments dans des systèmes complexes et pertinents humains », explique le Dr Christian Maass, BU Lead Mpslabs.
Le laboratoire de placenta est actif dans un large éventail de sujets de recherche liés à la reproduction humaine et à la grossesse. Cette collaboration est une étape importante pour le développement de nouveaux mécanismes pour étudier la barrière placentaire et son transport sélectif bidirectionnel chez l'homme. »
Priv. -oz. Dr Diana Morales Prieto, directrice adjointe et chef du groupe scientifique, Placenta Lab
«Il a été une préoccupation importante pour Bayer pendant des années de minimiser les tests sur les animaux selon les principes 3R (réduire, affiner et remplacer). Dans le projet conjoint avec des scientifiques d'Esqlabs, Dynamic42 et le Lab Placenta, nous avons pu développer de nouvelles approches pour minimiser davantage les tests animaux. Dans le même temps, nous avons obtenu des données plus précises et fiables sur la sécurité et l'efficacité des médicaments », explique Assoc. Le professeur Ramy Ammar, directeur de l'innovation scientifique, Front End Innovation, Consumer Health Division of Bayer. «Nous sommes heureux d'avoir franchi une étape aussi importante dans le développement de méthodes de test alternatives.»
