Die Erfolgsquote von Robotern bei der Kultivierung von iPS-Zellen ist deutlich gestiegen

Reference News Network berichtete am 31. Oktober Laut dem Bericht „Nihon Keizai Shimbun“ vom 30. Oktober setzte die Astellas Pharmaceutical Company einen zweiarmigen Roboter ein, um iPS-Zellkulturvorgänge (induzierte pluripotente Stammzellen) zu automatisieren. Das Unternehmen hat bei den Aufsichtsbehörden den Einsatz von Robotern zur Herstellung pharmazeutischer Produkte beantragt, mit dem Ziel, bis 2026 Medikamente für klinische Studien bereitzustellen. Wenn manuelle Arbeit durch mechanische Geräte ergänzt wird, um die Fehlerhäufigkeit zu reduzieren, wird die Erfolgsquote der iPS-Zellkultur im Vergleich zu heute um mehr als 60 % steigen. Sobald es kommerzialisiert ist, wird es dazu beitragen, dass iPS-Zellen in einem breiteren Spektrum von Bereichen eingesetzt werden können.

Der von Astellas verwendete Roboter „Maholo“ wurde vom Robotic Biology Institute (RBI) entwickelt, einem aufstrebenden Unternehmen, das vom Institute of Industrial Technology gegründet wurde und eine Tochtergesellschaft von Yaskawa Electric ist.

Ich sah, wie Maholo seine Arme sanft bewegte, mit einer Pipette Lösung injizierte und die Zellkulturplatte bewegte. Es heißt, dass dieser zweiarmige Roboter menschliche Bewegungen auf kleinerem Raum nachbilden kann als ein einarmiger Roboter.

Nach der Kultivierung und Proliferation müssen sich iPS-Zellen je nach therapeutischem Zweck in Nervenzellen und Blutzellen differenzieren. Diese Art von Arbeit ist untrennbar mit den geschickten Händen der Forscher verbunden, es gibt jedoch auch Fehler bei der Bedienung. Aufgrund subtiler Unterschiede in den Bedingungen wie der Temperatur besteht die Gefahr, dass die Differenzierung nicht mit dem Verwendungszweck übereinstimmt.

Selbst bei extrem leichten Bewegungen wie Händeschütteln kann Maholo einen bestimmten Winkel und eine bestimmte Geschwindigkeit beibehalten, um das Werkzeug richtig zu bedienen, wodurch die Erfolgsquote der Zellkultur erheblich verbessert wird.

Wenn Sie einen Roboter verwenden, der 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr arbeiten kann, können Sie wiederholt hochpräzise Experimente durchführen und mehr Laborkulturbedingungen vergleichen. Gepaart mit der Zusammenarbeit mit künstlicher Intelligenz ist es möglich, im gleichen Zeitraum Experimente durchzuführen, die hunderte oder sogar tausendmal größer sind als bisherige Experimente.

Sobald Sie mit der Zellkultur beginnen, müssen Sie eine geeignete Umgebung schaffen, um den Stoffwechsel zu fördern. Manchmal müssen Sie wochen- oder sogar monatelang ununterbrochen arbeiten und können sich samstags und sonntags nicht ausruhen. Mit der Einführung von Robotern können Forscher jedoch aus der Ferne überwachen und so die Notwendigkeit des Pendelns verringern.

Astellas begann bereits 2017 mit der Einführung von Robotern zur Entwicklung neuer Medikamente mithilfe von iPS-Zellen. Im Jahr 2023 wird das Unternehmen damit beginnen, die Machbarkeit der Beteiligung von Robotern an der Arzneimittelherstellung zu prüfen. Hideto Yamaguchi, Direktor des API Research Institute des Unternehmens, sagte: „Der Forschungs- und Entwicklungszyklus kann um mehrere Monate verkürzt werden und das Produkt kann früher auf den Markt gebracht werden.“

Zellmedizin ist einer der wichtigsten Entwicklungsbereiche von Astellas. Neben der Durchführung von zellulären Arzneimitteltherapiestudien zur altersbedingten Makuladegeneration, die bei älteren Menschen häufig vorkommt, fördert es auch die damit verbundene Forschung zu Autoimmunerkrankungen.

Von Robotern hergestellte Zellmedikamente müssen noch von den Aufsichtsbehörden zugelassen werden, bevor sie in die klinische Praxis gelangen können. Laut einem Astellas-Insider: „Die Zelldifferenzierung ist normalerweise ein manueller Vorgang, und es gibt nur wenige Beispiele für Roboterautomatisierung.“

Zu diesem Zweck wird das Unternehmen mit der US-amerikanischen Food and Drug Administration und der Japan Pharmaceuticals and Medical Devices Agency verhandeln und plant, etwa im Jahr 2026 neue, von Maholo hergestellte Medikamente für klinische Studien zu liefern.

Auch andere Pharmakonzerne verstärken ihre Bemühungen zur Einführung von Robotern. Im Oktober startete Chugai Pharmaceutical in seiner Forschungseinrichtung in Yokohama City ein Demonstrationsexperiment mit Robotern. Durch die Zusammenarbeit mit Omron streben wir danach, die Zellkultur und andere Aspekte zu automatisieren. Der Roboter patrouilliert automatisch durch den Forschungsraum und transportiert experimentelle Reagenzien zu Mikroskopen, Zentrifugen, Kühlschränken und anderen Geräten.

Die Bewegung von Zellkulturplatten wurde experimentell von Robotern durchgeführt. Zuvor hatte Chugai Pharmaceutical ein System zur Automatisierung des Prozesses des Genkopierens eingeführt und durch die Arbeit in der Nacht die Produktionszeit von Antikörpergenen von zuvor fünf Tagen auf drei Tage verkürzt.

Man sagt, dass die Erforschung und Entwicklung von Arzneimitteln in der Regel mehr als zehn Jahre dauert und die Erfolgsquote nur bei einem von 30.000 liegt. Deloitte Consulting ist mit der Anwendung digitaler Technologie an Standorten für Arzneimittelforschung und -entwicklung vertraut. Sein Geschäftsführer Negishi Shoichi sagte: „Der Einsatz von Robotern und künstlicher Intelligenz wird das Niveau und die Effizienz der Arzneimittelforschung und -entwicklung verbessern. Wenn Arbeitskräfte eingespart werden können, Es wird erwartet, dass die Zusammenarbeit zwischen Forschern verstärkt wird, um die Möglichkeit der Innovation in der Technologie zu verwirklichen.“

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