ماذا لو تمكن مريض السرطان من تلقي العلاج الخلوي المنقذ للحياة في غضون أيام من التشخيص بدلاً من أسابيع؟ ماذا لو استطاع الباحثون الصيدلانيون تقديم علاجات جديدة إلى السوق في شهور بدلاً من سنوات؟

تعمل Kytopen على تسريع اكتشاف وتقديم علاجات الخلايا المهندسة بشكل كبير من خلال منصات Flowfect التحويلية. شارك في تأسيس معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية كولين بوي وعالم الأبحاث السابق في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا باولو جارسيا ، وهو الآن الرئيس التنفيذي للشركة.

الهندسة الخلوية هي عملية تعزيز أو توفير قدرات جديدة للخلايا الحية ، وإنتاج هذه الخلايا المحسنة على نطاق واسع للأغراض العلاجية. تعتمد العلاجات الرائدة للعدوى والأمراض الوراثية والعديد من السرطانات على الخلايا المهندسة ، لكن عملية تكوينها يمكن أن تكون بطيئة ومكلفة.

يمكن أن يتم توصيل المادة الجينية إلى الخلايا بشكل فيروسي ، وهي طريقة فعالة ولكنها باهظة التكلفة في كثير من الأحيان. تكون طرق التوصيل غير الفيروسية أكثر سهولة ، ولكن هناك حل وسط بين صلاحية الخلية وكفاءة التوصيل. وكما تعلم Garcia و Buie خلال معسكر تدريب مكثف على اكتشاف العملاء في عام 2015 ، فإن العملية اليدوية التي تستغرق وقتًا طويلاً لتصنيع الخلايا غير الفيروسية هي مصدر إحباط لكل من يعمل في مجال تطوير العلاجات الخلوية المُهندَسة وتقديمها وتلقيها.

مسلحًا بهذا الفهم لاحتياجات السوق والمرضى ، شرع فريق Kytopen في تطوير منصة Flowfect للمساعدة في تسريع عملية هندسة الخلايا. بعد كل شيء ، يقول بوي ، "العلاج المخبري ليس علاجًا حتى يتم تقديمه للمرضى".

يشرح غارسيا أن Flowfect يجمع بين الطاقة الميكانيكية من تدفق السوائل والطاقة الكهربائية من النبضات لجعل أغشية الخلايا أكثر نفاذية. يتيح هذا الإدخال الحد الأدنى من التعطيل للمواد الجينية - RNA أو DNA أو CRISPR Cas RNP - في السيتوبلازم أو نواة الخلايا في عملية مستمرة. أظهرت التجارب قابلية أعلى للخلايا وكفاءة توصيل مع Flowfect مقارنة بأساليب تعداء الخلايا التقليدية مع الاحتفاظ بوظائف الخلية للتطبيقات العلاجية النهائية.

أثناء دراسته لنيل درجة الدكتوراه في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا ، أنتج غارسيا بحثًا رائدًا في استخدام المجالات الكهربائية لقتل الأورام الصلبة في الدماغ. في هذه الأثناء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، كان مختبر الهندسة الحيوية في بوي يعمل على تطوير الأبحاث في مجال الموائع الدقيقة وميكانيكا السوائل التجريبية. كان معلم غارسيا في فيرجينيا هو الذي ربط الاثنين ، وأوصى غارسيا بالعمل في مرحلة ما بعد الدكتوراة في مختبر بوي.

سرعان ما أرست خبراتهم التكميلية واهتماماتهم البحثية الأساس لما سيصبح منصات Flowfect الخاصة بـ Kytopen. يقول غارسيا: "تقدم سريعًا بضع سنوات إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، حيث نستخدم المجالات الكهربائية ليس لقتل الخلايا ، ولكن لإيصال المواد الجينية إلى الخلايا من أجل منحها القدرة على أداء وظائف علاجية محسنة."

في المختبر ، تتوافق مجموعة Flowfect Array التي تحتوي على 96 بئرًا مع أنظمة معالجة السوائل المتاحة تجاريًا ، مما يجعل التكنولوجيا في متناول المعامل والشركات الناشئة الأصغر حجمًا. في بيئة علاجية ، يستخدم Flowfect Tx مضخة تمعجية ونظام خرطوشة لتوفير تدفق مستمر للخلايا المصممة هندسيًا. يستخدم كلا الجهازين نفس التقنية الأساسية ، مما يتيح الانتقال السلس من المختبر إلى العيادة. هذا لا يعني فقط جدول زمني أقصر لتوسيع النطاق ، بل إنه يلغي القياس من المخطط الزمني تمامًا.

لا تتجذر قوة فريق Kytopen فقط في مواهبهم الهندسية وريادة الأعمال ، ولكن أيضًا في الالتزام الأصيل والنشط بالتنوع والشمول. يشير بوي إلى قصة أنسيمس ، وهو رجل مستعبد في بوسطن المستعمرة ، قدم طرقًا للتلقيح - تمارس على نطاق واسع في جميع أنحاء إفريقيا وبين المجتمعات المستعبدة - والتي ساعدت في التخفيف من تفشي مرض الجدري المميت. كان من الممكن إنقاذ المزيد من الأرواح لو كان المزيد من قادة بوسطن البيض على استعداد للتعلم من الطب الأفريقي.

يقول بوي "من يدري كم عدد العلاجات التي فقدت بسبب عدم المساواة العرقية". المتعاونون والزملاء الذين يمثلون مجموعة من الخبرات والخلفيات الحياتية ليسوا فقط على الطاولة ، ولكنهم يشاركون في جميع مستويات التخطيط واتخاذ القرار ، مما يساعد على ضمان عدم ارتكاب Kytopen لأخطاء مماثلة.

يسلط غارسيا الضوء أيضًا على جوانب بناء المجتمع في The Engine ، وهي شركة مشاريع في مراحلها الأولى تم تصميمها ودفعها من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، كمفتاح لنجاحات Kytopen المبكرة. "نحن محظوظون للغاية لكوننا واحدة من أول سبع شركات تلقت استثمارات من The Engine" ، كما يقول. بالإضافة إلى التمويل ، يوفر The Engine إمكانية الوصول إلى المرافق المشتركة والإرشاد وبناء العلاقات مع رواد الأعمال الآخرين وشركاء الصناعة. يقول غارسيا: "لقد بنينا مجتمعًا يدعم بعضنا البعض ويساعد في تسريع التقدم نحو إحداث تأثير ذي مغزى ، ليس فقط في العلوم الحيوية" ، "أود أن أشجع أي شخص في النظام البيئي التكنولوجي الصعب على التقدم".

يركز Kytopen حاليًا على المجال المتنامي للعلاج المناعي - وهو مجال يرتبط ارتباطًا وثيقًا باهتمامات Garcia البحثية الشخصية. لكن التكنولوجيا لديها إمكانات في العديد من المجالات ، بما في ذلك تطوير اللقاحات. يشير جارسيا إلى أنه في وقت مبكر من جائحة كوفيد -19 ، كان عالم كيتوبن جيمس هيمفيل قادرًا على تحديد المعلمات التي تحقق كفاءة تعداء عالية وحيوية عالية للخلايا البائية الأولية ، وهي جزء من جهاز المناعة في الجسم.

نظرًا للتحديات العديدة المتمثلة في توصيل المواد الجينية إلى هذه الخلايا الحساسة ، فليس من المستغرب أن يثير Kytopen اهتمام المتعاونين المحتملين في جميع أنحاء العالم. يقول غارسيا: "ما نبحث عنه ، هم شركاء علاجيون أو رواد أكاديميون لديهم إمكانية الوصول إلى المواد الجينية التي يمكن أن تساعد في تسريع العلاج المحتمل للمرض من خلال الاستفادة من منهجية التوصيل غير الفيروسية".

من بين أهداف Kytopen البحثية في العام المقبل النظر عن كثب في التحديات في هندسة خلايا CAR-T ، وهو علاج واعد لسرطانات الدم مثل سرطان الدم وسرطان الغدد الليمفاوية.

تستخدم خلايا CAR-T الحمض النووي كحمل وراثي ويمكن أن يكون هذا الحمض النووي سامًا للخلايا. يقول غارسيا: "إذا كان لدينا وصول إلى الحمض النووي ذي الصلة علاجيًا ، فسنبدأ بالتحقيق في قضية السمية هذه ونرى ما إذا كان بإمكاننا ، من خلال منصتنا ، تحقيق نتائج مؤثرة بتركيزات منخفضة من الحمض النووي".

أنتج بحث الدكتوراة الذي أجراه الدكتور جارسيا نتائج مثيرة في العلاجات طفيفة التوغل لأورام الدماغ. "إنني أتطلع إلى اليوم الذي تعالج فيه العلاجات الخلوية المهندسة Flowfect أورام الدماغ لدى المرضى من البشر" ، كما يقول ، ويجمع بين خبرته في الهندسة الطبية الحيوية وأهدافه في مجال ريادة الأعمال.

تمكين وتسريع علاجات جديدة للسرطان؟ قد تكون Flowfect هي الأداة التي تحقق ذلك وهي بالضبط نوع التكنولوجيا التي تغير العالم والتي يتم تبنيها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من خلال المحرك. "نعم ، مجرد هدف بسيط ،" يضحك جارسيا ، "لا أريد أن أهدف إلى مستوى أعلى من اللازم."