De Quris 'patiënt-op-een-chip'-technologie kan een revolutie teweegbrengen in het testen van geneesmiddelen. Screenshot Quris video
Miljarden dollars, honderden muizen en decennia van jaren worden opgeofferd aan onderzoek en ontwikkeling voor de gemiddelde farmaceut - zonder garantie op succes. Niets over die vergelijking klopt meer.
En dat is de reden waarom enkele van de meest indrukwekkende geesten in de wetenschap achter de Israëlische startup Quris zitten, die 's werelds eerste klinische voorspelling AI (kunstmatige intelligentie) platform uitrolt om de veiligheid en werkzaamheid van nieuwe medicijnen te evalueren.
Dit nieuw gelanceerde, zeer schaalbare geautomatiseerde platform kan duizenden nieuwe kandidaat-geneesmiddelen tegelijk testen, op honderden geminiaturiseerde "patients-on-a-chip".
Het gebruik van AI om te voorspellen welke kandidaat-geneesmiddelen veilig bij mensen zullen werken, zal naar verwachting de werkzaamheid verbeteren en de ontwikkelingskosten voor geneesmiddelen drastisch verlagen.
De Israëlische Nobelprijswinnaar Dr. Aaron Ciechanover en de medeoprichter van Moderna, Robert S. Langer, zijn actief betrokken bij het leiden van de wetenschap, technologie en strategie van Quris, met twee hoofdkantoren in Boston en Tel Aviv.
“We staan op het kantelpunt van de modernisering van de ontdekking van geneesmiddelen. Ik denk dat het Quris-platform van grote waarde kan zijn voor farmaceutische bedrijven en de gezondheid van de samenleving in het algemeen”, zegt Langer, een van de 12 instituutsprofessoren aan het MIT tegen ISRAEL21C.
Geld en tijd besparen is het grootste voordeel. Het uitbannen of op zijn minst minimaliseren van het gebruik van knaagdieren bij het testen van geneesmiddelen is ook belangrijk, en niet alleen om redenen van dierenwelzijn.
"We zijn geen muizen, dus wat werkt in dierproeven is geen goede indicator van wat voor mensen zal werken", legt Ciechanover uit, een arts en onderzoek professor aan het Technion – Israel Institute of Technology in Haifa.
“Met behulp van een baanbrekende manier om kandidaat-geneesmiddelen te testen op geminiaturiseerde patiënten op chips, kan Quris hun veiligheid en werkzaamheid, of het gebrek daaraan, aantonen door middel van voorlopige, op chips gebaseerde klinische onderzoeken. Dit is nog nooit eerder gedaan', zegt Ciechanover.
Isaac Bentwich, CEO van Quris, vertelt ISRAEL21c dat AI-gedreven medicijnontdekking de leidende grens is geworden voor farmaceutische innovatie.
Deze "enorm dure" technologie heeft echter geen betrekking op klinische veiligheid en werkzaamheid. Daarom slagen de meeste nieuwe geneesmiddelen nog steeds niet in klinische proeven - wat farmaceutische bedrijven jaarlijks meer dan $ 30 miljard kost.
"Quris is het eerste AI-platform dat voorspelt welke kandidaat-geneesmiddelen veilig bij mensen zullen werken, waardoor een kritieke leemte in klinische voorspelling wordt opgevuld", zegt Bentwich.
Gedeelte van het Quri-team in Tel Aviv, met rechts CEO Isaac Bentwich. Foto met dank aan Quris via ISRAEL21C
Hoewel er organ-on-chip-technologieën beschikbaar zijn om het effect van kandidaat-geneesmiddelen op bijvoorbeeld de lever te testen, kunnen ze geen hoge doorvoer bereiken.
“Om grote hoeveelheden data te genereren, heb je een platform nodig om duizenden experimenten uit te voeren, en de huidige organ-on-a-chip-technologie laat dat niet toe. Meestal wordt er één orgel tegelijk gespeeld”, legt Bentwich uit.
"Onze chip-on-chip-oplossing doet meerdere van dergelijke experimenten om de AI te trainen en de AI te laten bepalen of het medicijn veilig is of niet."
Honderden genetisch diverse 'patiënten'
Het samenvoegen van verschillende organen-op-een-chip om een patiënt-op-een-chip te bouwen is omslachtig en niet-schaalbaar gebleken, voegt hij eraan toe, daarbij verwijzend naar een dergelijk apparaat gebouwd op Harvard dat een grote doos vol buizen en pijpen in beslag nam.
“En dat was slechts een enkele patiënt-op-een-chip. Ons apparaat is twee bij drie inch en simuleert honderd patiënten op een chip door gebruik te maken van verschillende architectuur en innovaties in nanosensing. Het is veel schaalbarer en goedkoper”, zegt Bentwich.
Patiënt-op-een-chip-technologie zal de kosten en tijd van het testen van geneesmiddelen drastisch verlagen. Foto met dank aan Quris
Testen om te zien of een medicijn giftig is op een enkele patiënt-op-een-chip is beter dan het testen op een muis. Maar het is niet perfect omdat verschillende mensen verschillend reageren op hetzelfde medicijn, voegt hij eraan toe.
Dit is waar de exclusieve samenwerking van Quris met het New York Stem Cell Foundation (NYSCF) Research Institute van pas komt.New York Stem Cell Foundation (NYSCF) Research Institute van pas komt.
"We genereren stamcellen, en daaruit verschillende organen, dus je hebt een hele klinische proef op een chip voordat je op mensen gaat testen", legt Bentwich uit.
"Door duizenden medicijnen waarvan bekend is dat ze veilig of onveilig zijn, te testen op mannelijke en vrouwelijke patiënten-op-een-chip van verschillende genomische samenstellingen, zijn we in staat om de AI te trainen om representatieve steekproeven van populaties te maken op basis van vele eigenschappen."
Eerste klinische proef voor Fragile-X-medicijn
Farmabedrijven kunnen het platform van Quris gebruiken om sneller veiligere medicijnen te ontwikkelen. Tegelijkertijd gebruikt Quris zijn platform om zijn eigen geneesmiddelen te ontwikkelen.
En het was logisch om ons te concentreren op zeldzame genetische ziekten die niet in muizen kunnen worden gemodelleerd en die niet algemeen genoeg zijn om ontwikkelingsdollars aan te trekken.
Het eerste Quris-medicijn pakt het Fragile X-syndroom aan, de meest voorkomende erfelijke oorzaak van autisme en verstandelijke handicaps wereldwijd. Dit kandidaat-medicijn werd aanvankelijk ontwikkeld aan de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem.
"Ons Fragile X Syndrome-medicijn wordt in de eerste helft van 2022 klinisch getest", zegt Bentwich, erop wijzend dat de meeste AI-farmaceutische bedrijven geen medicijnen hebben in de klinische testfase voor mensen.
Vijf jaar op de markt
"Dit zal een testcase zijn om te demonstreren hoe ons systeem een medicijn in vijf jaar met miljoenen dollars op de markt kan brengen, niet in 20 jaar met miljarden", zegt Bentwich.
“We richten ons in het algemeen op aandoeningen van het centrale zenuwstelsel. Hersen- en leverziekten en kanker zijn de drie gebieden waar de veiligheid en werkzaamheid van geneesmiddelen bijzonder hoog zijn”, zegt hij.
Naast 18 verleende en hangende patenten, heeft Quris partnerschappen met Technion voor verschillende aspecten van ontwikkeling, met Tel Aviv University in nanotechnologie en met de NewStem -spin-off van de Hebreeuwse Universiteit voor het ontdekken van geneesmiddelen.
Het bedrijf doet dit allemaal met een klein team van ongeveer 20 personen.
Een deel van het Quris-team in Tel Aviv. Foto met dank aan Quris via ISRAEL21C
"Het is heel ontroerend om te zien hoe extreem getalenteerde jonge jongens, vers uit het leger, niet erg ervaren, samenwerken met ervaren biologen, chemici, nano wetenschappers, micromechanica en robotica-experts, en bio convergentie gebruiken om grote problemen op te lossen", zegt Bentwich.
Dr. Kobi Richter, oprichter en chief technology officer van Medinol, legde uit waarom hij deelnam aan Quris' recente zaadronde van $ 9 miljoen.
"Ons proces voor het ontdekken van geneesmiddelen is verbroken, en technologische lievelingen op het gebied van biotech, kunstmatige intelligentie, machine learning en big data zijn niet in staat geweest om het kolossale aantal mislukte klinische proeven te overwinnen", aldus Richter.
"Met een opmerkelijk team van wetenschappelijke pioniers aan het roer en zijn buitengewone klinische voorspellingsplatform, zal Quris een gamechanger zijn voor de industrie en het volgende tijdperk van medicijnontdekking leiden", zei Richter.
