Ginkgo hat einen neuen Leiter von Biopharma eingestellt, um den Markt für Gen- und Zelltherapien zu revolutionieren

Zell- und Gentherapien könnten die am meisten erwartete Erfindung dieses Jahrhunderts sein. Für viele Menschen können diese Durchbrüche nicht schnell genug kommen: Zelltherapien könnten Menschen mit schnell fortschreitendem Krebs Hoffnung geben, genetische Krankheiten wie Sichelzellenanämie heilen und möglicherweise sogar häufige Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Diabetes behandeln. Der Fortschritt ist jedoch langsam und die Kosten für eine einzelne Behandlung können bis zu XNUMX% betragen 3.5 Mio. US$, was sie für die meisten Patienten unzugänglich macht. Ich habe mit Behzad Mahdavi gesprochen, dem neuen Leiter von Biopharma Manufacturing & Life Sciences Tools bei Ginkgo Bioworks, der auf der einen Vortrag halten wird SynBioBeta 2023, der Global Synthetic Biology Conference, um zu verstehen, was getan werden muss, um diese lebensrettenden Therapien erschwinglicher zu machen.

Das traditionelle Modell der Pharma-Arzneimittelentwicklung ist zum Teil für den hohen Preis verantwortlich. Die Branche ist stark reguliert, sodass die Umsetzung von Änderungen lange dauert und hohe Vorabinvestitionen erfordert. Innovationen können langfristig Geld sparen, aber die Einführung neuer Technologien ist mit einem gewissen Risiko verbunden, und es ist schwer zu sagen, wie viel Kostenvorteil sie bieten können. Aus diesem Grund konzentrieren sich die meisten Pharmaunternehmen auf Prozess- und Betriebsverbesserungen, die die Effizienz um 10-20 % steigern können. Aber um Zell- und Gentherapiebehandlungen erschwinglicher zu machen, sind sprunghafte Fortschritte auf der biologischen Seite erforderlich, um den Preis um Größenordnungen zu senken: „Verbesserungen auf der Herstellungsseite bringen nur marginale Gewinne“, sagt Mahdavi. „Wir müssen zur Biologie zurückkehren und besser verstehen, wie sie funktioniert. Die Synthetische Biologie hilft uns dabei.“

Ginkgo Bioworks hat sich einen Namen als Plattform für synthetische Biologie gemacht, die ihren Kunden hilft, biobasierte Produkte unter Verwendung von gentechnisch veränderten Organismen zu entwickeln. Ginkgo ist Partnerschaften mit Unternehmen eingegangen, die eine breite Palette von Märkten abdecken Aromen und Düfte zu Lebensmittelfarbstoffe, kultivierte Cannabinoide, Inhaltsstoffe für die Hautpflege, Materialien, und mehr. Doch das Unternehmen für synthetische Biologie will sich nicht auf Inhaltsstoffe beschränken. Ginkgo hat seine Plattform auf den weiten Bereich der Biotherapeutika ausgeweitet, daher die Ernennung von Mahdavi. Mahdavi kommt mit einer beeindruckenden Erfolgsbilanz bei der Kommerzialisierung neuartiger Therapien zu Ginkgo. Zuletzt war er fast 14 Jahre lang als VP of Global Open Innovation bei Catalent Pharma Solutions und davor als VP of Strategic Innovation beim Schweizer Hersteller Lonza tätig. Jetzt sieht Mahdavi viel Potenzial, um die Branche durch die Verbindung von Biopharma und synthetischer Biologie zu revolutionieren. „Pharma hat ein etabliertes Modell – und es ist gut in dem, was es tut. Aber die wirklichen Verbesserungen müssen auf der biologischen Seite gemacht werden“, meint Mahdavi. „Dies erfordert ein besseres Verständnis der Biologie und Methoden mit höherem Durchsatz für das Zell-Engineering.“

Die Plattform von Ginkgo ist eine Komplettlösung für das therapeutische Zell-Engineering. Ihre mehrstöckigen Laborräume – genannt „Gießereien“ – sind die biologischen Fabriken von Ginkgo, die mit Robotern und modernsten Instrumenten ausgestattet sind, die ein Hochdurchsatz-Zell-Engineering ermöglichen. Dies bedeutet, dass Ginkgo Hunderttausende von Zellen und molekularen Verbindungen untersuchen kann, um die vielversprechendsten Arzneimittelkandidaten zu identifizieren ebenfalls am kostengünstigsten in großem Maßstab zu produzieren. Beispielsweise konnte Ginkgo in seiner Partnerschaft mit Aldevron seine Produktion steigern um den Faktor 10 unter Verwendung von Zell-Engineering und biologischer Prozessverbesserung. „Das heißt, wenn Sie eine Anlage [für dieses Produkt] bauen möchten, können Sie eine zehnmal kleinere Anlage bauen, indem Sie einfach die Biologie verbessern“, sagt Mahdavi.

Ginkgo hat mit seiner Plattform bereits erste Erfolge vorzuweisen. Während der COVID-19-Pandemie hat Ginkgo eine Initiative für öffentliche Gesundheit ins Leben gerufen, Concentric von Ginkgo, das Testdienste bereitstellte, um neu auftretende Infektions-Hotspots zu verfolgen. Auf der Seite der Impfstoffentwicklung Ginkgo arbeitete mit Moderna um schnell optimale Prozesse für die Herstellung von mRNA-Impfstoffen zu finden. Über COVID-19 hinaus hat Ginkgo kürzlich weitere Biopharma-Partnerschaften mit angekündigt Optional, Selecta und Merck, sowie Erwerb von Circularis, eine proprietäre RNA-Screening-Plattform.

Ein Hauptaugenmerk von Mahdavis Arbeit liegt auf dem potenziell heilenden (und äußerst lukrativen) Gebiet der Zell- und Gentherapien. Eine der ersten Zelltherapien, die die FDA-Zulassung erhielten, war CAR-T-Zelltherapien für Leukämie, Lymphom und Myelom. Bei dieser bahnbrechenden Behandlung werden die Immunzellen des Patienten aus seinem eigenen Blut entnommen und im Labor verändert, indem ein Rezeptor hinzugefügt wird, der Krebszellen angreifen und zerstören kann. Dazu müssen präzise genetische Veränderungen an lebenden Zellen vorgenommen werden, was nicht so einfach ist. Deshalb kosten CAR-T-Behandlungen im Durchschnitt zwischen 700,000 und 1 Millionen US-Dollar, und die meisten Kosten kommen heute aus der Herstellung dieser modifizierten CAR-T-Zellen. Wir haben in unserer Fähigkeit, Zellen zu konstruieren, einen langen Weg zurückgelegt. Doch die Zellulararchitektur ist immer noch eine Black Box, was den Aufbau dieser neuen Modalitäten so herausfordernd macht.

Derzeit über 1,000 klinische Studien zur Zell- und Gentherapie bei ClinicalTrials.gov registriert, aber bisher wurden nur 14 genehmigt. Die Mehrheit dieser Studien befindet sich noch in Phase 1 oder 2, was bedeutet, dass sie noch weit von der Kommerzialisierung entfernt sind. Angesichts der geringen Erfolgsrate der FDA-Zulassungspipeline werden diese potenziellen Heilmittel es wahrscheinlich nie auf den Markt schaffen. Deshalb ist es für die Entwicklung erfolgreicher Therapien so wichtig, in frühen Stadien zu investieren, um die bestmöglichen Targets zu entdecken: „Wir konzentrieren uns auf die optimale Herstellung, aber nicht auf die Herstellung des optimalsten Medikaments“, sagt Mahdavi. Werkzeuge und Arbeitsabläufe der synthetischen Biologie sind darauf ausgelegt, die Komplexität der Biologie zu bewältigen und die Erfolgschancen bei der Entwicklung wirksamer zellbasierter Therapien zu erhöhen.

Es wurden erhebliche Fortschritte bei Hochdurchsatz-Werkzeugen zur technischen Entwicklung der Biologie erzielt, die die Kosten und den Zeitrahmen für die Entwicklung neuer Zell- und Gentherapien senken könnten. Ginkgo hat gezeigt, dass sie herumbauen können 10,000 CAR-T-Zellbibliotheken und sehen Sie, welche die vielversprechendsten Kandidaten sind. Beispielsweise fanden sie eine Untergruppe von Zellen, die viel widerstandsfähiger gegen Erschöpfung sind und möglicherweise zur Entwicklung verwendet werden könnten Behandlungen von soliden Tumoren. Die Nutzung des Hochdurchsatz-Zell-Engineerings in Kombination mit Bioinformatik kann die Anzahl der Torschüsse für jedes neue Ziel verbessern: „Vor zehn Jahren war es ein Traum zu sagen ‚Ich werde mir 10,000 CAR-T-Konstrukte ansehen' , aber heute ist es kein Hindernis, sich sogar 1 Million Konstrukte anzusehen“, sagte Mahdavi.

Für Biopharmaunternehmen ist diese Art von Hochdurchsatz-Skalierung viel schwieriger zu erreichen, ohne stark in die neuesten Technologien zu investieren, um ihre gesamte F&E-Infrastruktur zu aktualisieren. Aus diesem Grund könnte die Partnerschaft mit Unternehmen der synthetischen Biologie, die über das spezifische Fachwissen auf diesem Gebiet verfügen, erhebliche Einsparungen für die Biopharmazie bringen. „Letztendlich geht es darum, in kürzester Zeit das optimale Produkt und die optimalen Herstellungsbedingungen zu erhalten – und genau das bringt Ginkgo in die Biopharma“, sagte Behzad. Er stellt sich vor, dass die synthetische Biologie die Arzneimittelentwicklungspipeline von Biopharma auf systematische Weise stören und dazu beitragen könnte, den Menschen lebensrettende Therapien viel schneller zur Verfügung zu stellen.

Wir danken Ihnen, Katia Tarasava für weitere Recherchen und Berichte zu diesem Artikel. Ich bin der Gründer von SynBioBeta, und einige der Unternehmen, über die ich schreibe, einschließlich Ginkgo Bioworks, sind Sponsoren von SynBioBeta SynBioBeta-Konferenz und wöchentliche Verdauung.