Ginkgo Telah Mengupah Ketua Biopharma Baharu Untuk Mengganggu Pasaran Terapi Gen Dan Sel

Terapi sel dan gen mungkin merupakan ciptaan yang paling dinanti-nantikan pada abad ini. Bagi kebanyakan orang, penemuan ini tidak dapat dicapai dengan pantas: terapi sel boleh memberi harapan kepada penghidap kanser yang berkembang pesat, menyembuhkan penyakit genetik seperti anemia sel sabit, dan mungkin juga merawat keadaan biasa seperti penyakit jantung dan diabetes. Walau bagaimanapun, kemajuan adalah perlahan dan kos rawatan tunggal boleh meningkat sehingga $ 3.5 juta, menjadikannya tidak boleh diakses oleh kebanyakan pesakit. Saya bercakap dengan Behzad Mahdavi, ketua baru Biopharma Manufacturing & Life Sciences Tools di Ginkgo Bioworks, yang akan memberi ceramah di SynBioBeta 2023, Persidangan Biologi Sintetik Global, untuk memahami perkara yang perlu dilakukan untuk menjadikan terapi menyelamatkan nyawa ini lebih berpatutan.

Model pembangunan ubat farmaseutikal tradisional sebahagiannya harus dipersalahkan atas tanda harga yang tinggi. Industri ini dikawal dengan ketat, jadi melaksanakan sebarang perubahan mengambil masa yang lama dan memerlukan banyak pelaburan pendahuluan. Inovasi mungkin menjimatkan wang dalam jangka masa panjang, tetapi penggunaan teknologi baharu melibatkan beberapa risiko, dan sukar untuk mengetahui berapa banyak manfaat kos yang boleh diberikan oleh mereka. Inilah sebabnya mengapa kebanyakan syarikat farmaseutikal menumpukan pada penambahbaikan proses dan operasi, yang boleh meningkatkan kecekapan sebanyak 10-20%. Tetapi menjadikan rawatan terapi sel dan gen lebih berpatutan menuntut kemajuan pesat dari segi biologi untuk menurunkan harga mengikut urutan magnitud: "Peningkatan pada bahagian pembuatan hanya menghasilkan keuntungan kecil," kata Mahdavi. "Kita perlu kembali kepada biologi dan mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang cara ia berfungsi. Biologi sintetik membantu kami melakukannya."

Ginkgo Bioworks telah mencipta namanya sebagai platform biologi sintetik yang membantu pelanggan mereka membangunkan produk berasaskan bio menggunakan organisma kejuruteraan. Ginkgo telah bekerjasama dengan syarikat yang meliputi pelbagai pasaran dari rasa dan wangian kepada pewarna makanan, kanabinoid berbudaya, bahan penjagaan kulit, lengkap, dan banyak lagi. Tetapi syarikat biologi sintetik tidak mahu mengehadkan dirinya kepada ramuan. Ginkgo telah mengembangkan platform mereka ke dalam ruang bioterapeutik yang luas, oleh itu pelantikan Mahdavi. Mahdavi datang ke Ginkgo dengan rekod prestasi yang mengagumkan dalam mengkomersialkan terapi novel. Terbaru, beliau berkhidmat sebagai Naib Presiden Inovasi Terbuka Global di Catalent Pharma Solutions dan sebelum itu sebagai Naib Presiden Inovasi Strategik di pengeluar Switzerland Lonza selama hampir 14 tahun. Kini Mahdavi melihat banyak potensi untuk merevolusikan industri melalui penggabungan biopharma dan biologi sintetik. “Pharma mempunyai model yang mantap – dan ia bagus dalam apa yang dilakukannya. Tetapi penambahbaikan sebenar perlu dibuat dari segi biologi,” fikir Mahdavi. "Ini memerlukan pemahaman yang lebih baik tentang biologi dan kaedah yang lebih tinggi untuk kejuruteraan sel."

Platform Ginkgo ialah penyelesaian timbunan penuh untuk kejuruteraan sel terapeutik. Ruang makmal berbilang tingkat mereka – dipanggil “fajar” – adalah kilang biologi Ginkgo yang dilengkapi dengan robot dan instrumen canggih yang membolehkan kejuruteraan sel berkeupayaan tinggi. Ini bermakna Ginkgo boleh menyaring ratusan ribu sel dan sebatian molekul untuk mengenal pasti calon ubat yang paling menjanjikan yang Juga yang paling kos efektif untuk dihasilkan pada skala. Sebagai contoh, dalam perkongsian mereka dengan Aldevron, Ginkgo dapat meningkatkan pengeluaran mereka dengan faktor 10 menggunakan kejuruteraan sel dan penambahbaikan proses biologi. "Ini bermakna jika anda ingin membina loji [untuk produk itu], anda boleh membina loji yang 10 kali lebih kecil, hanya dengan melakukan penambahbaikan dalam biologi," kata Mahdavi.

Ginkgo telah pun menunjukkan kejayaan awal dengan platformnya. Semasa pandemik COVID-19, Ginkgo mencipta inisiatif kesihatan awam, Concentric oleh Ginkgo, yang menyediakan perkhidmatan ujian untuk membantu menjejaki titik panas jangkitan yang muncul. Dari segi pembangunan vaksin, Ginkgo bekerja dengan Moderna untuk menemui proses optimum untuk pengeluaran vaksin mRNA dengan pantas. Di luar COVID-19, Ginkgo baru-baru ini telah mengumumkan perkongsian biopharma lain dengan Optiva, Selecta, dan Merck, serta pemerolehan Circularis, platform penapisan RNA proprietari.

Fokus utama kerja Mahdavi ialah bidang terapi sel dan gen yang berpotensi kuratif (dan sangat menguntungkan). Salah satu terapi sel pertama yang menerima kelulusan FDA ialah Terapi sel T CAR untuk leukemia, limfoma, dan mieloma. Dalam rawatan terobosan ini, sel imun pesakit diambil daripada darah mereka sendiri dan ditukar di makmal dengan menambah reseptor yang boleh menyasarkan dan memusnahkan sel-sel kanser. Ini memerlukan membuat perubahan genetik yang tepat kepada sel hidup, yang tidak semudah itu. Inilah sebabnya mengapa kos rawatan CAR T, secara purata, antara $ 700,000 hingga $ 1 juta, dan kebanyakan kos hari ini datang daripada pembuatan sel T CAR yang diubah suai tersebut. Kami telah melangkah jauh dalam keupayaan kami untuk merekayasa sel. Namun seni bina selular masih merupakan kotak hitam, yang menjadikan pembinaan modaliti baharu ini begitu mencabar.

Pada masa ini lebih 1,000 ujian klinikal terapi sel dan gen berdaftar dengan ClinicalTrials.gov, tetapi hanya 14 telah diluluskan setakat ini. Majoriti percubaan tersebut masih dalam Fasa 1 atau 2, yang bermaksud bahawa ia masih jauh daripada pengkomersilan. Memandangkan betapa rendahnya kadar kejayaan saluran paip kelulusan FDA, penawar berpotensi ini berkemungkinan tidak akan sampai ke pasaran. Inilah sebabnya mengapa melabur pada peringkat awal untuk menemui sasaran yang terbaik adalah sangat penting untuk membangunkan terapi yang berjaya: "Kami memberi tumpuan kepada pembuatan dengan cara yang optimum, tetapi tidak mengeluarkan ubat yang paling optimum," kata Mahdavi. Alat dan aliran kerja biologi sintetik direka bentuk untuk mengurus kerumitan biologi, meningkatkan peluang kejayaan apabila ia datang untuk membangunkan terapi berasaskan sel yang berkesan.

Terdapat kemajuan yang besar dalam alat pemprosesan tinggi untuk merekayasa biologi yang boleh mengurangkan kos dan garis masa untuk membangunkan terapi sel dan gen baharu. Ginkgo telah menunjukkan bahawa mereka boleh membina sekitar 10,000 perpustakaan sel T CAR dan lihat mana satu calon yang paling menjanjikan. Sebagai contoh, mereka menemui subkumpulan sel yang lebih tahan terhadap keletihan dan berpotensi digunakan untuk berkembang. rawatan untuk tumor pepejal. Mengambil kesempatan daripada kejuruteraan sel berkeupayaan tinggi yang digabungkan dengan bioinformatik boleh meningkatkan bilangan pukulan ke matlamat untuk setiap sasaran baharu: “Sepuluh tahun lalu, untuk mengatakan 'Saya akan melihat 10,000 binaan CAR T' adalah impian , tetapi hari ini untuk melihat walaupun 1 juta binaan bukanlah satu halangan,” kata Mahdavi.

Bagi syarikat biopharma, skala pemprosesan tinggi jenis ini jauh lebih sukar untuk dicapai tanpa melabur banyak dalam teknologi terkini untuk mengemas kini keseluruhan infrastruktur R&D mereka. Inilah sebabnya mengapa bekerjasama dengan syarikat biologi sintetik yang mempunyai kepakaran khusus dalam bidang ini boleh membawa penjimatan yang besar untuk biopharma. "Pada penghujung hari ini adalah mengenai cara anda mendapatkan produk yang optimum dan keadaan pembuatan yang optimum dalam tempoh masa yang paling singkat - dan inilah yang dibawa oleh Ginkgo kepada biopharma," kata Behzad. Beliau membayangkan bahawa biologi sintetik boleh mengganggu saluran paip pembangunan ubat biopharma dengan cara yang sistematik dan membantu membawa terapi menyelamatkan nyawa kepada orang ramai dengan lebih pantas.

Terima kasih kepada Katia Tarasava untuk penyelidikan dan pelaporan tambahan mengenai artikel ini. Saya ialah pengasas SynBioBeta, dan beberapa syarikat yang saya tulis, termasuk Ginkgo Bioworks, adalah penaja kepada Persidangan SynBioBeta and penghadaman mingguan.