Insider-Einblicke mit Aaron Risinger

Aarons Nachname ist deutscher Herkunft, abgeleitet vom Wort „rïz“ für „Middle High“, was so viel bedeutet, dass er steigt oder aufsteigt.

Wie in diesem Beitrag aus unserer Insider-Insights-Serie – in der Experten sowohl schnelle Reaktionen als auch tiefe Überlegungen darüber teilen, was erforderlich ist, um die Wissenschaftler auf das nächste Projekt vorzubereiten – spricht Aron über die automatisierten Technologien von heute, die Kunden dabei helfen, Herausforderungen bei der Arbeit mit komplexer Biologie zu meistern.

Dann bringt er uns noch weiter nach oben, um uns eine personalisierte medizinische Zukunft vorzustellen, die durch die Innovationen ermöglicht wird, die wir jetzt vorantreiben.

Fragende Köpfe möchten Folgendes wissen:

Wie haben Sie gesehen, dass die Entwicklung der Automatisierung des Wachstums von menschenrelevanten Modellen das tägliche Leben unserer Kunden beeinflusst oder verbessert?

Schnelle Reaktion: Durch die Automatisierung einiger dieser Arbeitsabläufe werden wissenschaftliche Köpfe von unter der Haube frei, sodass sie wirklich tief in das Design ihrer nächsten Experimente eintauchen können. Dies wirkt sich enorm auf unsere allgemeine wissenschaftliche Gemeinschaft aus und steigert ihre eigene Produktivität und Innovation.

Tiefe Reflexion: Wir erleben einen Paradigmenwechsel bei der Verwendung von Krankheitsmodellen. Historisch gesehen hat die Abhängigkeit von traditionellen immortalisierten Zelllinien nicht die gewünschten Ergebnisse erzielt, was zu einem Übergang zu mehr für den Menschen relevanten Modellen führte. Bahnbrechende Entdeckungen, wie Dr. Shinya Yamanakas mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Arbeit an iPSC-Stammzellen für Erwachsene und Dr. Hans Clevers’ Entdeckung selbstreplizierender menschlicher Organoide, haben neue Wege eröffnet. Die Herstellung dieser komplexen Biologie im großen Maßstab war jedoch eine Herausforderung. Die Industrialisierung komplexer Biologie – auf der Grundlage unserer Expertise mit traditionellen Zelllinien – ist aufregend. Automatisierte Werkzeuge wandeln die Techniken alltäglicher Laborzellkulturen in einen industrialisierten Ansatz um, der eine komplexe Biologie mit höherer Reproduzierbarkeit und im notwendigen Maßstab für das frühe Wirkstoffscreening bietet. Dies ermöglicht die Auswahl von Treffern und die Identifizierung von Kandidaten auf der Grundlage von für Menschen relevanten Modellen und erhöht so die Erfolgschancen in klinischen Studien.

Darüber hinaus hat die Automatisierung das Leben unserer Wissenschaftler erheblich beeinflusst. Die anspruchsvolle Natur von Zellkulturtechniken für komplexe, für Menschen relevante Modelle diktierte oft die Zeitpläne der Wissenschaftler und belastete sie. Durch die Automatisierung dieser Arbeitsabläufe haben wir unseren Zellkultur-Wissenschaftlern ihre Wochenenden zurückversetzt, sie von der Haube befreit und ihnen ermöglicht, sich auf die Gestaltung ihrer nächsten Experimente zu konzentrieren. Diese Veränderung verbessert nicht nur die Work-Life-Balance, sondern steigert auch die Produktivität und Innovation der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Warum finden Sie das spannend?

Schnelle Reaktion: Ich persönlich finde das spannend, weil wir wissen, dass es einen Änderungsbedarf gibt. Die Idee, dass diese automatisierten Werkzeuge einige der Zellkulturtechniken, die in alltäglichen Laboren durchgeführt werden, in einen industrialisierten Ansatz übersetzen können, hat das Potenzial, eine komplexe Biologie mit viel höherer Reproduzierbarkeit und im großen Maßstab zu liefern, wodurch diese humanrelevanten Modelle bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Wirkstoffforschungsprozess zugänglich werden.

Tiefe Reflexion: Diese Notwendigkeit für Veränderungen ist, uns direkt ins Gesicht zu blicken. Wir glauben an die Daten und haben gesehen, dass die inakzeptable Rate neuer Wirkstoffe neben den damit verbundenen Kosten keine klinischen Studien durchläuft. Die Tatsache, dass es immer noch seltene Krankheiten gibt, auf die aufgrund des Fehlens geeigneter Modellsysteme nicht zugegriffen werden kann, ist ein erhebliches Problem. Die Begeisterung wächst mit dem Potenzial, das in diesen neuen, für Menschen relevanten Modellen besteht, sowohl in der iPSC-Welt als auch in der vom Patienten generierten Organoid-Welt, ergänzt durch die Automatisierung und Industrialisierung des Zellkulturprozesses durch Werkzeuge wie das CellXpress.ai® Automated Cell Culture System. Ich freue mich auf die Wissenschaft und kann es kaum erwarten, die daraus entstehenden Entdeckungen zu sehen.

Ich freue mich auch über den Prozess, Vergleichsstudien auf der Grundlage der Modelle durchzuführen, auf die wir uns seit Jahren verlassen haben: Sie eingehend zu studieren und herauszufinden, was das Gleiche ist und – was noch wichtiger ist – was anders ist. Sind diese Unterschiede wichtig? Wirken sie sich positiv aus? Ich bin begeistert von Wissenschaftlern wie Dr. Lee Rubin in Harvard und anderen, die in diesem Bereich führend sind. Sie hatten die Voraussicht, die Bedeutung dieser Verlagerung hin zu menschenrelevanten Modellen zu erkennen, und haben zusammen mit Dr. Hans Clevers und Dr. Yamanaka hart gekämpft, um diese Fortschritte Wirklichkeit werden zu lassen.

Welche Trends oder Kundenfeedback haben die Innovation in diesem Bereich vorangetrieben?

Schnelle Reaktion: Wir haben einen Mieter von unserer Muttergesellschaft Danaher übernommen, der sagt: „Kunden reden, wir hören zu.“ Dieses Prinzip hat unsere Innovation vorangetrieben und uns dabei geholfen, uns von der ausschließlichen Fokussierung auf die Endpunktanalyse auf die umfassenden Arbeitsabläufe zu konzentrieren, die unsere Kunden für die Wirkstoffforschung benötigen.

Tiefe Reflexion: Bei Molecular Devices haben wir in den letzten 7bis8 Jahren einen bedeutenden Wandel vollzogen, angetrieben durch das Feedback von wichtigen Meinungsbildnern und Superusern unserer Instrumente. Diese Experten haben um Unterstützung bei der Erstellung komplexerer 2D- und 3D-Biologien gebeten, die ihre Downstream-Discovery ermöglichen. Damit haben wir uns von einem ausgezeichneten Unternehmen für die Endpunktanalyse auf die Ermöglichung umfassender Arbeitsabläufe konzentriert, die für die Entwicklung biologischer Materialien, Krankheitsmodelle und verschiedener Moleküle für die Wirkstoffforschung erforderlich sind. Unsere Kunden haben an unseren Innovationsbemühungen mitgewirkt. Diese Beziehungen verbessern unsere Fähigkeit, Werkzeuge zu entwickeln, die komplexe biologische Prozesse industrialisieren, wodurch sie reproduzierbar und skalierbar werden.

Unsere Kunden benötigen große Mengen an biologischem Material. Dies ist besonders wichtig bei der Einführung von Multiomik – insbesondere räumlicher Multiomik –, die wesentlich mehr Biologie erfordert.

Zum Beispiel benötigen unsere Kunden große Mengen an biologischem Material. Dies ist besonders wichtig bei der Einführung von Multiomik – insbesondere räumlicher Multiomik –, die wesentlich mehr Biologie erfordert. Die Herausforderung besteht darin, Modelle zu erstellen, die skalierbar und reproduzierbar sind. In diesem Paradigma senden Kunden Teile des Materials an verschiedene Analysezentren – wie funktionelle genomische Zentren und proteomische Massenspektrometriezentren – und verfügen dennoch über genügend Material für das phänotypische High-Content-Screening. Wenn das biologische Material im großen Maßstab reproduzierbar ist, können die Daten bestätigt und analysiert werden, um umfassende Erkenntnisse zu gewinnen.

Um die Herausforderungen bei der Herstellung komplexer, für Menschen relevanter Modelle im großen Maßstab anzugehen, haben wir Werkzeuge wie das CellXpress.ai® Automated Cell Culture System – und dessen Vorgänger, das Organoid Innovation Center – entwickelt, die durch die Industrialisierung des Prozesses neue Wege eröffnet haben.

Mit welchen gängigen Forschungsherausforderungen sehen sich Kunden heute konfrontiert und wie kann die Automatisierung des Wachstums von für Menschen relevanten Modellen neue Möglichkeiten eröffnen?

Schnelle Reaktion: Durch die Bereitstellung von Plattformtechnologien, die bei der Überwindung wichtiger Hindernisse und der Industrialisierung von Prozessen helfen, können wir manuelle Ansätze durch Automatisierung in Routine-Ansätze umwandeln und so den Zugang zu hochgradig reproduzierbaren, für Menschen relevanten Modellen demokratisieren.

Tiefe Reflexion: Wir gehen auf einen neuen wissenschaftlichen Entdeckungsbereich ein und implementieren reproduzierbare, für Menschen relevante Modelle im großen Maßstab. Aufgrund der Fragmentierung dieses neuen Feldes und des schnellen Prototypings, das für die neuartige Entdeckung erforderlich ist, müssen noch standardisierte Ansätze für die Erzeugung komplexer Krankheitsmodelle etabliert werden. Wir versuchen, klassische immortalisierte Zelllinien mit neuen Ansätzen der Biologie und personalisierten Medizin zu ergänzen, bei denen spezifische demographische und krankheitsbezogene Gewebe direkt von Patienten bezogen werden. Dieser Ansatz ist sehr vielversprechend, führt jedoch zu neuen Problemen, die gelöst werden müssen. Wissenschaftler müssen möglicherweise in Konsortien zusammenkommen und multidisziplinäre Ausschüsse bilden, um die Ergebnisse und Ansätze mehrerer Labore zu konsolidieren und so einen Konsens zu schaffen.

Ein Weg, dies zu erreichen, ist die Bereitstellung von Plattformtechnologien, die bei der Industrialisierung dieser Prozesse helfen, und die Umwandlung manueller Ansätze in routinemäßigere durch Automatisierung. Da die Industrie mit diesem neuen Bereich Schritt hält, wird es Möglichkeiten geben, fragmentierte Methoden in einem einheitlicheren Ansatz zu konsolidieren, was zu einer höheren Reproduzierbarkeit, einem besseren Zugang und der Demokratisierung von menschenrelevanten Modellen führt. Dies wird in der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft einen Konsens darüber schaffen, wie diese Modelle am besten hergestellt werden können, und einen erheblichen Einfluss auf die Wirkstoffforschung, das Wirkstoffscreening und das Verständnis der Wirkmechanismen haben.

Was geschieht Ihrer Meinung nach als Nächstes in einer Welt, in der die Automatisierung des Wachstums von menschenrelevanten Modellen ihr volles Potenzial ausschöpft?

Schnelle Reaktion: Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Ihre spezifischen Epigenetiken, Ihr aktueller Krankheitszustand und Ihr sich entwickelnder Krankheitszustand – während Sie sich einer Behandlung unterziehen – für Entdeckungen und Tests in Echtzeit zugänglich werden. Dies hat ein immenses Potenzial, wichtige Gesundheitskrisen zu lösen, die jeden einzelnen von uns betreffen.

Tiefe Reflexion: Ich liebe diese Fragen vom Typ des Zauberstabs im Großbildformat, denn was ich sehe, ist das Konzept der personalisierten Medizin, das wahrhaft Wirklichkeit wird. Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Ihre spezifischen Epigenetiken, Ihr aktueller Krankheitszustand und Ihr sich entwickelnder Krankheitszustand – während Sie sich einer Behandlung unterziehen – für Entdeckungen und Tests in Echtzeit zugänglich werden. Die Verwendung von aus Patienten gewonnenen Organoiden oder adulten Stammzell-iPSC-Modellen Ihres eigenen Gewebes, da sich die Erkrankung als Reaktion auf die Therapie verändert – oder in einigen Fällen nicht anspricht – ermöglicht es uns, die entscheidende Frage zu stellen: Was tun wir als Nächstes? Die Grundlagen, die wir jetzt durch die Erforschung dieser für Menschen relevanten Modelle schaffen, werden zu Fortschritten führen, die den Prozess beschleunigen und es uns ermöglichen, die personalisierte Medizin auf sinnvolle Weise anzugehen.

Durch die Studien, die unsere Kunden an für Menschen relevanten Modellen durchführen, sowohl in der patientenbezogenen Organoid- als auch in der iPSC-Arbeit, ebnen wir den Weg für bedeutende Fortschritte. Diese Bemühungen werden es uns letztendlich ermöglichen, personalisierte Gewebemodelle schnell genug zu produzieren und zu skalieren, um zeitnahe Antworten zu liefern. Dies hat ein enormes Potenzial, einige der Gesundheitskrisen zu lösen, die jeden einzelnen von uns betreffen. Durch die Beschleunigung der Entwicklung und Anwendung dieser Modelle können wir die personalisierte Medizin wirklich revolutionieren und die Ergebnisse für Patienten weltweit verbessern.

Von dem inspiriert, was Sie gelesen haben? Erfahren Sie hier mehr über die Automatisierung von Zellkulturen.

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