ETH Zürich -korkeakoulun yhteydessä toimiva NEXUS Personalized Health Technologies tarjoaa lääketieteellisille tutkijoille tarvittavia teknologiapalveluita ja työkaluja. Sen huippuluokan robottilaboratorio mahdollistaa lukuisten potentiaalisten lääkkeiden testauksen ”in vitro” eli soluviljelmissä ennen kuin niitä testataan eläimillä tai ihmisillä.
NEXUS hyödyntää lääkeaineiden testauksessa UPM:n kehittämää GrowDex-hydrogeeliä luodakseen kolmiulotteisia soluviljelmiä. Nämä 3D-viljelmät jäljittelevät ihmiskehon olosuhteita tarkemmin kuin perinteiset kaksiulotteiset viljelmät, mikä mahdollistaa lääkeaineiden vaikutusten entistä luotettavamman ja ennustavamman testauksen.
”GrowDexin avulla voimme testata useampia lääkeaineita samassa kokeessa, mikä on merkittävästi kasvattanut tutkimuskapasiteettiamme”, kertoo NEXUSin Screening & Lab Automation -tiimin vetäjä Eva Riegler.
Strateginen kumppanuus edistää yksilöllisiä terveysratkaisuja
UPM:n kehittämä GrowDex on osoittautunut erittäin tehokkaaksi työkaluksi lääketutkimuksessa. Sen helppokäyttöisyys, bioyhteensopivuus ja kyky tukea erilaisia solutyyppejä ovat johtaneet NEXUSilla tarkempiin tutkimustuloksiin. Tämä nopeuttaa tutkimuksen tahtia ja lisää kokeellisten tulosten luotettavuutta ja toistettavuutta.
”GrowDex on auttanut meitä alentamaan tutkimuskustannuksia ja vauhdittamaan lääkekehitysprosessia. Lisäksi se on eläinvapaa tuote, mikä vähentää eläinkokeiden tarvetta”, täydentää Riegler.
UPM:n ja NEXUSin strateginen kumppanuus yhdistää UPM:n biomateriaaliosaamisen NEXUSin uraauurtavaan yksilöllistettyjen terveysteknologioiden tutkimukseen. Yhteistyö tarjoaa NEXUSille pääsyn huippumoderniin materiaaliin, tehostaa UPM:n tuotekehitystä ja edistää yksilöllisten terveysratkaisujen tulemista.
”Kehittyneet 3D-soluviljelyjärjestelmät, kuten GrowDex, mullistavat lääkekehitystä tuottamalla tarkempia ihmisbiologian malleja, joita voidaan käyttää potentiaalisten lääkeaineiden tunnistamiseen ja validointiin. Tämä nopeuttaa uusien hoitojen kehitystä, vähentää lääkkeiden haittavaikutuksia ja pohjustaa tietä yksilöllisemmille ja tehokkaammille hoitovaihtoehdoille”, kiteyttää Riegler.
Suomalainen biomateriaali avainasemassa
GrowDex-nanoselluloosa sai alkunsa 2010-luvulla UPM:n ja Helsingin yliopiston yhteistyön tuloksena. Tuolloin biofarmasian professori Marjo Yliperttulan tutkijaryhmä selvitti nanoselluloosan käyttömahdollisuuksia 3D-soluviljelyssä. GrowDex osoittautui optimaaliseksi materiaaliksi solunäytteiden kasvatukseen ja automaattiseen käsittelyyn. UPM toi tuotteen markkinoille vuonna 2014, jonka jälkeen siihen on kehitetty uusia variaatioita vuosina 2019 ja 2020.
Jokainen solutyyppi kaipaa erilaiset olosuhteet kasvatukseen. Tämä tarkoittaa esimerkiksi nanoselluloosan jäykkyyden säätämistä niille sopivaksi. GrowDexin etuna on myös se, että kasvutekijät ja proteiinit on mahdollista tuoda suoraan nanoselluloosahydrogeeliin tai kiinnittää niitä nanoselluloosakuitujen pinnoille. Tähän mennessä GrowDexissä on pystytty kasvattamaan 180 erilaista solutyyppiä.
”GrowDexillä on eläinperäisiä kasvualustoja parempi soveltuvuus laboratorioautomaatioon, missä hyödynnetään annostelurobotteja. Eläinperäiset kasvualustat edellyttävät viilennettyjä laboratorioinstrumentteja ja reagensseja käsittelyn aikana. Sen sijaan nanoselluloosa kykenee lämpötilaneutraalina materiaalina suoriutumaan optimaalisesti myös huoneenlämmössä”, kertoo UPM Biomedicalsin liiketoiminnan kehityspäällikkö Tony Kiuru.
Haavanhoidosta uusiin hoitomuotoihin ja lääkeaineiden kuljetukseen
Nanoselluloosan kehityspolku on edennyt tutkimuksessa tehtävästä soluviljelystä kliinisiin haavanhoitotuotteisiin. Tällä hetkellä selvitetään sen soveltuvuutta uusiin hoitomuotoihin, mikä voi tarkoittaa esimerkiksi lääkkeen, bakteerien kasvua estävien aineiden tai jopa kantasolujen laittamista nanoselluloosasta valmistetun kalvon päälle tai hydrogeelin sisään.
Nanoselluloosa on korkean jalostusarvon tuote, joka on käytännössä kalleinta, mitä sellusta voidaan valmistaa. Kiuru muistuttaa, että lääketieteelliseen käyttöön tarkoitetut GrowDex ja FibDex vaativat paljon tuotantoprosessilta. Tuotteiden on oltava ehdottoman puhtaita ja turvallisia sekä vastattava niihin kohdistuviin regulaatiovaatimuksiin. Toisaalta yhteistyö NEXUSin ja muiden lääketeollisuuden huippuosaajien kanssa tuo mukanaan paljon tietoa ja kokemusta, jota on mahdollista hyödyntää uusien biotuotteiden kehittämisessä.
