بیوسنسور استارتاپ باعث توسعه و تولید دارو ارزان تر می شود | اخبار MIT

در صنایع بیوتکنولوژی و دارویی ، آزمایشات ELISA کنترل کیفیت بحرانی را در طول توسعه و تولید دارو ارائه می دهد. این آزمایشات دقیقاً می توانند سطح پروتئین را کمیت کنند ، اما به ساعات کار تکنسین های آموزش دیده و تجهیزات تخصصی نیز نیاز دارند. این امر باعث می شود آنها بسیار گران قیمت باشند ، هزینه های داروها را افزایش داده و آزمایش های تحقیقاتی را برای بسیاری از آنها دور کند.

اکنون گروه پیشرفته سیلیکون (ASG) ، که توسط مارسی بلک ’94 ، Meng ’95 ، PhD ’03 و Bill Rever تأسیس شده است ، در حال تجارت یک فناوری جدید است که می تواند زمان و هزینه های مرتبط با سنجش پروتئین را به طرز چشمگیری کاهش دهد. سنسور اختصاصی ASG نانوسیم های سیلیکون را با آنتی بادی ها ترکیب می کند که می توانند به پروتئین های مختلف متصل شوند تا اندازه گیری بسیار حساس غلظت آنها در یک محلول معین ایجاد شود.

این آزمایشات می تواند غلظت بسیاری از پروتئین های مختلف و سایر مولکول ها را به طور همزمان اندازه گیری کند ، با نتایج معمولاً در کمتر از 15 دقیقه در دسترس است. کاربران به سادگی مقدار کمی از راه حل را روی سنسور قرار می دهند ، سنسور را بشویید و سپس آن را در سیستم آزمایش دستی ASG قرار دهید.

بلک می گوید: “ما آن را 15 برابر سریعتر و 15 برابر هزینه برای آزمایش پروتئین ها انجام می دهیم.” “این در طرف توسعه دارو است. این همچنین می تواند تولید داروها را به میزان قابل توجهی سریعتر و مقرون به صرفه تر کند. این می تواند انقلابی در نحوه ایجاد مواد مخدر در این کشور و در سراسر جهان ایجاد کند.”

از زمان توسعه سنسور خود ، تیم ASG از لیست طولانی افراد علاقمند به استفاده از آنها برای توسعه درمانی جدید ، کمک به ورزشکاران نخبه و درک غلظت خاک در کشاورزی ، از جمله سایر برنامه ها ، سوالات دریافت کرده است.

با این حال ، در حال حاضر ، این شرکت کوچک با فروش سنسورهای کم هزینه خود به شرکت های تولید و تولید دارو ، بر کاهش موانع مراقبت های بهداشتی تمرکز می کند.

ماریسا گلیس ، عضو تیم ASG توضیح می دهد: “در حال حاضر ، پول یک عامل محدود کننده در تحقیق و ایجاد داروهای جدید است.” “ساختن این فرایندها سریعتر و کم هزینه تر می تواند میزان آزمایش و ایجاد بیولوژیکی را به طرز چشمگیری افزایش دهد. همچنین باعث می شود شرکت ها بتوانند داروهایی را برای شرایط نادر با بازارهای کوچکتر تهیه کنند.”

خانواده ای به دور از خانه

سیاه قبل از آمدن به MIT به مدت سه درجه در مهندسی برق در یک شهر کوچک در اوهایو بزرگ شد.

بلک می گوید: “رفتن به MIT زندگی من را تغییر داد.” “این چشم من را به امکانات انجام علم و مهندسی باز کرد تا جهان را به مکانی بهتر تبدیل کند. همچنین ، فقط بودن در اطراف بسیاری از افراد شگفت انگیز به من آموختند که چگونه رویای بزرگ را داشته باشم.”

برای دکترا ، بلک با استاد فقید مؤسسه میلدرد لباس ، فیزیکدان بسیار تحسین شده و پیشگام فناوری نانو همکاری کرد که سیاه به همان اندازه که در درک ما از مطالب عجیب و غریب ، مربیگری و دلسوزی خود را به یاد می آورد. بلک همیشه نمی توانست برای تعطیلات به خانه برود ، بنابراین او شکرگذاری را با خانواده Dresselhaus می گذراند.

بلک می گوید: “مایلی یک فرد شگفت انگیز بود و خانواده اش برای من خانواده ای دور از خانه بودند.” “مایلی همچنان مربی من بود – و من می شنوم که او این کار را با بسیاری از دانشجویان انجام داد – تا روزی که او درگذشت.”

برای پایان نامه خود ، بلک خصوصیات نوری نانوسیم ها را مورد مطالعه قرار داد ، که به او در مورد نانوساختارها و نوریكترونیكی كه او در نهایت به عنوان بخشی از گروه پیشرفته سیلیکون استفاده می کرد ، به او آموخت.

پس از فارغ التحصیلی ، بلک قبل از تأسیس شرکت Bandgap Engineering در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس کار کرد که سلولهای خورشیدی نانوساختار کم هزینه و کارآمد را توسعه داد. این فناوری متعاقباً توسط سایر شرکت ها تجاری شد و موضوع اختلاف ثبت اختراع شد. در سال 2015 ، بلک گروه پیشرفته سیلیکون را برای استفاده از فناوری مشابه برای سنجش پروتئین به کار گرفت.

سنسورهای ASG رویکردهای شناخته شده برای حساس کردن سیلیکون به مولکول های بیولوژیکی را با استفاده از خواص فوتوالکتریک نانوسیم های سیلیکون برای تشخیص پروتئین ها به صورت الکتریکی ترکیب می کنند.

بلک می گوید: “این اساساً یک سلول خورشیدی است که ما با یک آنتی بادی خاص برای یک پروتئین خاص کار می کنیم.” وی گفت: “وقتی پروتئین نزدیک می شود ، بار الکتریکی را با آن به همراه می آورد که حامل های سبک را در داخل سیلیکون دفع می کند و این کار را می کند که چقدر الکترون و سوراخ ها می توانند نوترکیب شوند. با نگاه کردن به فتوکورنت هنگام قرار گرفتن در معرض محلول ، می توانید بگویید که پروتئین چقدر به سطح و در نتیجه غلظت آن پروتئین محدود می شود.”

ASG در شروع MIT.NANO پذیرفته شد. برنامه راه اندازی مبادله NANO Startup Accelerator و MIT Office Relations Relations Relations ، که به تیم بلک امکان دسترسی به تجهیزات برش در MIT را داد و وی را با سرمایه گذاران و شرکای بالقوه متصل کرد.

بلک همچنین از خدمات مربیگری سرمایه گذاری MIT پشتیبانی گسترده ای دریافت کرده و با محققان آزمایشگاههای فناوری MIT MICROSYSTEMS (MTL) ، جایی که وی به عنوان دانش آموز تحقیق کرده است ، همکاری کرده است.

“حتی اگر این شرکت در Lowell باشد ، [Massachusetts]، من دائماً قصد دارم از اساتید و محققان در MIT کمک بگیرم. “

زیست سنجش برای تأثیر

از مباحث گسترده با افراد در صنعت داروسازی ، بلک در مورد نیاز به یک ابزار سنجش پروتئین مقرون به صرفه تر مطلع شد. در حین توسعه و تولید دارو ، سطح پروتئین باید برای تشخیص مشکلاتی از قبیل آلودگی پروتئین های سلول میزبان اندازه گیری شود ، که حتی در مقادیر بسیار کمی نیز برای بیماران کشنده است.

بلک می گوید: “این می تواند بیش از 1 میلیارد دلار برای تهیه یک دارو هزینه کند.” “بخش بزرگی از این فرآیند بیوپسینگ است ، و 50 تا 80 درصد از سیستم های بیوپسینگ به تصفیه این پروتئین های ناخواسته اختصاص داده شده است. این چالش منجر به گران تر بودن مواد مخدر و طول می کشد تا به بازار عرضه شود.”

ASG از آن زمان با محققان همکاری کرده است تا آزمایشات مربوط به نشانگرهای زیستی مرتبط با سرطان ریه و سل خفته را انجام دهد و چندین کمک هزینه از بنیاد ملی علوم ، انستیتوی ملی استاندارد و فناوری و مشترک المنافع ماساچوست دریافت کرده است ، از جمله بودجه برای تست آزمایشات پروتئین های سلول میزبان.

امسال ، ASG از همکاری با Axogen برای کمک به شرکت ترمیم عصب احیا کننده در رشد بافت عصبی خبر داد.

بلک می گوید: “علاقه زیادی به استفاده از سنسور ما برای برنامه های کاربردی در پزشکی احیا کننده وجود دارد.” وی گفت: “نمونه دیگری که تصور می کنیم اگر شما در روستای هند بیمار هستید و هیچ پزشک در این نزدیکی وجود ندارد ، می توانید در یک کلینیک حضور پیدا کنید ، پرستاران می توانند این کار را به شما بدهند و برای آنفولانزا ، COVID-19 ، مسمومیت غذایی ، بارداری و 10 مورد دیگر آزمایش کنند. نتایج در 15 دقیقه به دست می آید ، پس می توانید آنچه را که نیاز دارید یا از طریق ارتباط از طریق پزشک دریافت کنید.”

ASG در حال حاضر قادر به تولید حدود 2،000 سنسور خود در تراشه های 8 اینچی در هر خط تولید در ریخته گری نیمه هادی شریک زندگی خود است. از آنجا که این شرکت همچنان به افزایش تولید ، سیاه امیدوار است که سنسورها در هر مرحله بین توسعه دهندگان مواد مخدر و بیماران هزینه های خود را کاهش دهند.

بلک می گوید: “ما واقعاً می خواهیم موانع آزمایش را کاهش دهیم تا همه به مراقبت های بهداشتی خوب دسترسی پیدا کنند.” “فراتر از آن ، کاربردهای زیادی برای سنجش پروتئین وجود دارد. واقعاً جایی است که لاستیک به جاده زیست شناسی ، کشاورزی ، تشخیصی برخورد می کند. ما از همکاری با رهبران در هر یک از این صنایع هیجان زده هستیم.”