Faire progresser les tests de cellules adhérentes avec la technologie Semacyte®

Les tests de cellules adhérents ont pris du retard dans l'automatisation, ralentissant la découverte de médicaments. La plate-forme de microcarrier Semacyte® de Semarion rationalise ces workflows en faisant du test de cellules adhérentes prêts pour le dosage, en améliorant l'évolutivité et l'efficacité. Le PDG Jeroen Verheyen partage l'inspiration derrière cette technologie et son impact sur le dépistage à haut débit et la découverte de médicaments dirigés par l'IA.

Pouvez-vous introduire Semarion et expliquer ce qui a inspiré le développement de votre technologie Semacyte®?

Semarion est une société de matériaux avancée sorti du Laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge. Notre mission est de révolutionner la découverte de médicaments en supprimant les goulots d'étranglement dans les tests de cellules adhérents – quelque chose qui n'a pas fondamentalement changé depuis des décennies.

L'inspiration pour notre technologie est venue d'un défi simple mais persistant. Bien que l'automatisation et la miniaturisation aient transformé les flux de travail à cellules monocellulaires et à suspension, les cellules adhérentes reposent toujours sur des processus manuels lents. Les chercheurs doivent cultiver des cellules dans les flacons, les assurer dans des plaques multi-puits, attendre l'attachement et alors commencer les tests. Ce processus prend du temps, à forte intensité de ressources et difficile à échelle, en particulier lorsque vous travaillez avec des cellules transfectées de manière transitoire, des modèles dérivés d'IPSC ou des échantillons de patients primaires.

Notre solution est la plate-forme de microcarrier Semacyte®, qui transforme les cellules adhérentes en réactifs à codé à barres et prêts pour le dosage qui peuvent être congelés, stockés et distribués en microplaques au besoin. En pré-attachement les cellules à des microcarriers ultra-miniaturisés, nous éliminons l'attente de la fixation, accélérez la configuration du test et déverrouillons les cellules multiplexées à l'intérieur des micro-alells, tous sans nécessiter de nouveaux équipements.

Les méthodes de dépistage des cellules traditionnelles sont souvent confrontées à des défis d'évolutivité et d'efficacité. Comment votre plate-forme de microcarrier Semacyte® traite-t-elle de ces limitations?

Les flux de travail des cellules adhérentes traditionnelles sont intrinsèquement lents et difficiles à évoluer. Même avec l'automatisation, le processus de placage, d'attachement et de culture des cellules crée des retards et limite le débit. Notre plateforme Semacyte aborde ces limites en repensant fondamentalement la façon dont les cellules adhérentes sont gérées.

Les chercheurs les capturent et les culturent sur des boîtes de Pétri ultra-miniaturisées – nos microcarriers Semacyte, qui ne sont que 140 x 140 microns. Chaque microcarrier agit comme un environnement autonome, soutenant la croissance cellulaire et maintenant la morphologie. Une fois préparés, les sémacytes peuvent être congelés et stockés, prêts à être distribués en microplaques à tout moment.

Un autre avantage clé est l'évolutivité. Étant donné que les sémacytes peuvent être manipulés comme les cellules de suspension, elles sont compatibles avec les systèmes de manipulation des liquides et la robotique, permettant des flux de travail entièrement automatisés. Cela facilite la mise à l'échelle des tests, l'écran des bibliothèques de composés plus grandes et l'intégration avec les plates-formes de dépistage à haut débit (HTS).

L'un des principaux avantages de la technologie Semacyte® est sa capacité à améliorer la découverte de médicaments à un stade précoce. Pouvez-vous expliquer comment cette innovation améliore les workflows pour les entreprises pharmaceutiques et biotechnologiques?

La découverte de médicaments à un stade précoce est une question de vitesse, d'efficacité et de qualité des données. Les chercheurs doivent tester rapidement un grand nombre de composés tout en garantissant que leurs résultats sont fiables et reproductibles. Semacytes répond directement à ces besoins en permettant des flux de travail plus rapides et plus flexibles et une génération de données plus haut débit.

Avec les sémacytes, vous pouvez préparer à l'avance de grands lots de cellules, les congeler et les stocker jusqu'à ce qu'il en soit nécessaire. Lorsqu'il est temps d'exécuter un test, décongelez simplement les sémacytes, les passer en microplaque et commencer les tests – n'attends pas l'attachement, aucune variabilité de la culture cellulaire quotidienne. Cela accélère non seulement la configuration du test, mais garantit également que chaque expérience commence par des cellules cohérentes et de haute qualité, améliorant la reproductibilité et la fiabilité des données.

Cette approche est particulièrement précieuse pour l'imagerie à haut contenu, qui est essentielle pour capturer des données riches et phénotypiques à grande échelle. Nos codes à barres optiques permettent aux chercheurs de multiplexer plusieurs modèles de cellules dans le même puits, augmentant la densité des données et réduisant la variabilité. Cela soutient diverses modalités médicamenteuses et permet des applications telles que le dépistage CRISPR, les tests de réponse aux dommages à l'ADN et les études de liaison des anticorps. En regroupant des cellules immortalisées, conçues ou dérivées du patient, les chercheurs acquièrent des informations plus pertinentes biologiquement tout en accélérant les flux de travail.

Le dépistage à haut débit et l'analyse monocellulaire sont essentiels dans le développement moderne des médicaments. En quoi l'approche de Semarion diffère-t-elle des techniques existantes dans ces domaines?

Le dépistage à haut débit (HTS) et l'analyse unique ont progressé de manière significative, en particulier pour les cellules de suspension. Cependant, les cellules adhérentes ont été laissées en raison des limites des plaques multi-puits. Notre approche change qu'en rendant les cellules adhérentes aussi faciles à manipuler que les cellules de suspension, débloquant le plein potentiel de l'automatisation et de la miniaturisation.

Les sémacytes sont conçus pour s'intégrer de manière transparente dans les workflows basés sur des microplaques existants. Les chercheurs dispensent simplement les microcarriers en plaques standard de 384 ou 1 536 puits à l'aide de systèmes de manipulation des liquides. Étant donné que les cellules sont déjà attachées, les tests peuvent commencer immédiatement, éliminant l'attente de la fixation des cellules et réduisant le temps d'installation de jours à heures

Le multiplexage change ici. Avec Semacytes, les chercheurs peuvent accumuler jusqu'à 10 modèles de cellules différents dans le même puits et suivre chacun en utilisant son code-barres optique unique. Cela augmente non seulement le débit d'un facteur 10, mais réduit également les coûts jusqu'à 6 fois car moins de plaques et de réactifs sont nécessaires.

L'impact du dépistage des composés à grande échelle est significatif. Par exemple, le dépistage de 100 000 composés contre 10 modèles de cellules différents en triple nécessiterait généralement environ 8 000 plaques à 384 puits. Avec Semacytes, ce nombre tombe à 800 plaques, ce qui représente une réduction du coût, du temps et des ressources de dix fois.

Alors que l'IA et l'automatisation continuent de façonner le secteur des sciences de la vie, comment voyez-vous la technologie Semacyte® s'intégrer à ces progrès?

L'IA et l'automatisation transforment la découverte de médicaments, mais leur succès dépend d'un facteur crucial: des données de haute qualité et à haut débit. Les sémacytes jouent un rôle clé dans cet écosystème en permettant une génération de données plus rapide et plus efficace à l'aide de workflows adaptés à l'automatisation.

Nous collaborons activement avec des partenaires dans l'espace d'IA, y compris des groupes de l'UCL explorant le concept de laboratoires autonomes – où les algorithmes de l'IA conçoivent et exécutent de manière autonome des expériences à l'aide de systèmes automatisés. Les sémacytes sont idéaux pour cette configuration car ils éliminent les étapes manuelles traditionnellement nécessaires aux tests de cellules adhérents, ce qui rend l'ensemble du flux de travail plus rapide, plus fiable et plus facile à automatiser.

Nous travaillons également avec des sociétés TechBio qui construisent des plateformes de découverte de médicaments dirigés par l'IA qui s'appuient sur de grands ensembles de données. En permettant à la génération de données plus rapide et plus rentable, les Semacytes aident ces entreprises à former plus efficacement leurs modèles d'IA et à valider les prédictions plus rapidement.

La collaboration est souvent la clé de l'innovation. Y a-t-il eu des partenariats notables ou des collaborations de recherche qui ont aidé à faire progresser la technologie de Semarion?

Nous avons établi un partenariat avec Revvity pour intégrer l'analyse Semacyte et la déconvolution des codes à barres dans leurs plateformes d'imagerie à haut contenu – l'opéra Phenix, l'Operetta CLS et Signals Image Artist Software Suite – permettant une analyse transparente des modèles de cellules multiplexés dans les flux de travail d'imagerie standard. Avec Merck KGAA, nous explorons la possibilité d'offrir des lignées cellulaires Merck pré-attachées aux microcarriers Semacyte, de rationaliser la configuration du test et d'améliorer l'efficacité de leurs clients.

Plus près de chez nous, nos collaborations avec O2H Discovery et le Milner Therapeutics Institute ont démontré l'efficacité des sémacytes dans les tests de réponse aux dommages à l'ADN et le dépistage de CRISPR arris, fournissant de nouvelles informations sur le comportement cellulaire et les réponses thérapeutiques.

Pour l'avenir, quelles sont les prochaines étapes de Semarion en termes de développement de produits et d'expansion du marché?

Notre objectif principal pour 2025 est d'étendre l'adoption de la plate-forme Semacyte au-delà du Royaume-Uni, avec un accent particulier sur les marchés de l'UE et des États-Unis. Nous travaillons à approfondir nos relations avec les sociétés pharmaceutiques et les CRO, les aidant à intégrer les sémacytes dans leurs flux de travail.

Du côté des produits, nous travaillons avec EMBL pour valider les sémacytes compatibles à flux pour déverrouiller l'imagerie et le tri des cellules pleinement adhérentes dans les systèmes de cytométrie en flux, résolvant un défi de longue date de l'industrie. De plus, nous collaborons avec d'autres organisations pour explorer de nouvelles applications telles que le multiplexage cellulaire pour le dépistage optique et le dépistage de la thérapie cellulaire, élargissant la gamme de tests qui peuvent bénéficier des capacités de notre plateforme.

Pour soutenir cette croissance, nous augmentons nos capacités de fabrication pour répondre à la demande croissante, garantissant une offre fiable de microcarriers Semacyte pour les clients du monde entier. Notre cycle d'investissement actuel, ouvert jusqu'en mai 2025, nous permettra d'accélérer à la fois le développement de produits et l'expansion du marché, solidifiant les sémacytes en tant que technologie de base pour la découverte de médicaments modernes.

Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d'informations?

Les lecteurs peuvent en savoir plus sur Semarion et notre plateforme Semacyte en visitant www.semarion.com ou nous suivre sur Liendin.

À propos de Jeroen Verheyen

Jeroen Verheyen est le co-fondateur et PDG de Semarion, où il dirige le développement de technologies transformatrices à l'intersection des sciences de la vie et de la physique des matériaux. Avec des diplômes avancés en sciences biomédicales et en nanotechnologie, l'expérience de recherche de Jeroen s'étend sur les systèmes d'administration de médicaments au MIT, les modèles de neuroinflammation à l'Université de Cambridge et le développement de produits dans les appareils biotechnologiques et médicaux. Ses antécédents divers en R&D, en conseil et en entrepreneuriat lui donne un aperçu unique des défis de la commercialisation de l'innovation scientifique. Chez Semarion, Jeroen se consacre à accélérer la découverte de médicaments en créant des outils plus rapides, plus évolutifs et plus rentables, aidant les chercheurs à générer de meilleures données avec une plus grande efficacité.