Top 10 inovatii 2012Cea de-a cincea ediţie a concursului anual organizat de revista "The Scientist" a atras propuneri din întreg spectrul ştiinţelor naturii. Iată cele 10 inovaţii pe care experţii revistei le-au considerat cele mai bune şi impresionante produse ale anului 2012.

 

 

 

Inovaţia este un cuvânt care a stârnit atenţia încă de la începutul anului 1990. Un articol publicat în "Wall Street Journal" la începutul acestui an a deplâns utilizarea excesivă a acestui cuvânt, menţionând apariţia sa în descrierea produselor aparţinând producătorilor de supă, celor care fabrică folie cu bule de aer pentru protecţia produselor fragile şi producătorilor de merişor uscat din rândul a mai mult de 33.000 de companii ale căror rapoarte anuale şi trimestriale au utilizat acest cuvânt. O astfel de utilizare omniprezentă poate dilua însuşi sensul inovării. Dar deoarece  la nivel mondial  economia se află în căutarea unor modalităţi de ieşire din marasmul actual, acest cuvânt se află pe buzele multora dintre noi, vorbindu-se despre economii inovatoare, strategii de inovare, funcţionari inovatori şi despre conceptul profetic care vorbeşte despre un viitor în care decalajul datorat inovaţiilor va fi foarte important.

Odată cu cea de-a cincea ediţie a concursului anual organizat de revista "Scientist", ne îndreptăm din nou atenţia asupra sensului de bază al "inovaţiei": o idee nouă, metodă nouă sau un dispozitiv nou, în conformitate cu dicţionarul Merriam-Webster. Mai mult, recolta de produse câştigătoare din acest an face ţine cont tocmai de această definiţie simplă.

De la un sistem 3-D destinat cultivării de celule şi ţesuturi şi exploatării unor gene sintetice până la o companie dezvoltatoare de aplicaţii Web şi pentru  iPad (una care întâmplător este prezentată în articolul din luna aceasta din secţiunea "Careers" a revistei The Scientist, intitulat "Lab 2.0", la pagina 67) şi până la produse care etalează cele mai recente noutăţi despre secvenţierea rapidă şi ieftină a genomului, câştigătorii din acest an exemplifică adevărata inovaţie. Şi pentru a sărbători acel spirit al creativităţii inventive de care cercetătorii şi creatorii de produse se folosesc pentru a trece dincolo de graniţele acceptate în mod obişnuit, cu scopul de a propulsa ştiinţa şi explorarea vieţii noastre, vom prezenta topul celor 10 inovaţii din anul 2012 al revistei "The Scientist".

1. BioFab, GEN9

Companiile moderne din industria farmaceutică, chimică şi cele care produc combustibil depind din ce în ce mai mult de biologia sintetică pentru a produce ADN potrivit nevoilor lor de producţie. Confecţionarea unor gene sintetice pentru a programa microorganismele era înainte un proces care necesita foarte mult timp, pe lângă roboţi şi alte echipamente scumpe, dar Gen9 a dezvoltat BioFab, un nou sistem, care poate să producă rapid şi avantajos zeci de mii de fragmente de ADN dublu catenar cu lungimi cuprinse între 500 şi 1.000 de perechi de baze. Sistemul pentru "fabricare biologică" al companiei cuplează fragmente mici de ADN ieftine cu procese chimice brevetate sau în curs de brevetare care le asamblează cu exactitate în lanţuri de ADN mai mari pe care platforma le poate produce în cantitate mare. Deşi preţurile variază în funcţie de cantitatea de ADN sintetic precum şi de modificările de care are nevoie un client, costul poate fi mai mic de 10 de cenţi pentru fiecare pereche de baze, ceea ce înseamnă la fel de puţin ca 1/5 din ceea ce unii competitori cheltuie, conform celor relatate de Preşedintele şi Directorul Executiv al Gen9, Kevin Munnelly. "Capacitatea de a sintetiza un număr mare de gene în paralel şi la un cost scăzut ar putea transforma domeniul proiectării unui design numeric de proteine", afirmă inginerul molecular David Baker de la Universitatea din Washington, care este client şi membru al consiliului consultativ Gen9.

Compania, care s-a lansat în această vară, are în prezent douăzeci de clienţi, jumătate din industrie, jumătate din mediul academic. Procesul de fabricare al Gen9 care are rată înaltă de transfer permite companiei să reducă atât costurile, cât şi timpul de producţie al ADN-ului sintetic. Până în 2013, Gen9 speră să depăşească de una singură capacitatea curentă existentă la nivel mondial de a fabrica ADN sintetic.

Wiley: "Aduce costul şi viteza sintezei de ADN până în punctul în care toţi vectorii vor putea fi creaţi şi asamblaţi de la zero. O componentă extrem de importantă care a fost necesară pentru a face ca biologia sintetică să devină realitate."


2. Sistemul ion proton, Life Technologies


Secvenţierea genomului uman tocmai a devenit un procedeu mult mai accesibil. În urmă cu doisprezece ani, costul secvenţierii unui singur genom uman se ridica la un miliard de dolari. Începând de anul trecut, datorită utilizării dispozitivului Ion Proton aparţinând Life Technologies, secvenţierea unui genom necesită doar o zi şi o sumă de $1,000 (fără a include costul analizei, desigur).

Lansat în septembrie, sistemul Ion Proton foloseşte aceeaşi tehnologie bazată pe semiconductoare şi care transformă informaţia chimică direct în date digitale, ceea ce face mai eficient dispozitivul de success Personal Genome Machine (PGM). Deocamdată, cipul Proton I secvenţiază exonul uman în câteva ore. Dar la începutul anului 2013 Life Technologies vor lansa cipul Proton II conceput pentru a decoda un întreg genom uman în opt ore, de la prepararea mostrei până la secvenţierea completă. Dispozitivul Ion Proton costă $244,000 şi fiecare chip de unică folosinţă ajunge la un cost de $1,000.

"Ne-am folosit de mai mult de un deceniu de investiţii în tehnologia semiconductoarelor pentru a ajunge la o reducere dramatică a costurilor şi la creşterea vitezei," afirmă Maneesh Jain, vicepreşedinte responsabil cu dezvoltarea afacerilor şi marketingului la Ion Torrent, firma care a dezvoltat tehnologia de secventiere şi care a fost achiziţionată de Life Technologies în 2010. Fiind disponibil pe scară largă, acest dispozitiv de secvenţiere va face posibilă existenţa unei noi ere de descoperiri, adaugă el.

"Acest lucru ne va oferi posibilitatea de a descoperi mai repede întregul exon, în timp ce cu ajutorul PGM puteam să analizăm de la 20 la 50 de gene în acelaşi timp", afirmă Christopher Corless, director medical la Oregon Health and Science University’s Knight Diagnostic Laboratories din Portland, care intenţionează să utilizeze dispozitivul Ion Proton pentru a depista prezenţa unor mutaţii în tumorile care pot fi tratate cu ajutorul unor noi produse farmaceutice. "Acesta va fi un salt important."

Mazar: "Această descoperire oferă tot felul de posibilităţi care permit interpretarea experimentelor efectuate pe animale, a studiilor clinice şi evaluarea intervenţiilor terapeutice noi".


3. Ce ne oferă MyCell? Cellular Dynamics International


În luna octombrie a anului 2012, Shinya Yamanaka a primit  Premiul Nobel pentru Medicină pentru descoperirea faptului că, prin intermediul unei tehnici care presupune injectarea a câţiva factori de transcripţie într-o celulă adultă diferenţiată, această celulă poate fi transformată într-o celulă stem, pluripotentă din nou, capabilă să creeze toate tipurile de ţesut uman. Tehnologia a revoluţionat domeniul cercetării biomedicale, care permite oamenilor de ştiinţă să creeze modele de celule stem pluripotente induse (CSPI) pentru o varietate de boli. În prezent, Cellular Dynamics International (CDI) utilizează această tehnologie pentru a oferi, prin intermediul serviciilor companiei MyCell, linii CSPI provenite de la orice pacient care prezintă interes, precum şi linii de celule diferenţiate derivate din CSPI.

"Clienţii nu trebuie să fie biologi specializaţi în domeniul celulelor stem ca să impulsioneze această tehnologie", afirmă Chris Parker, director executiv la CDI. "Ei pot fi pur şi simplu interesaţi de o caracteristică a bolii şi să obţină celulele umane de care au nevoie pentru a răspunde la întrebările adecvate."

De exemplu, Paul Watkins, care este director la The Hamner University of North Carolina Institute for Drug Safety Sciences, utilizează MyCell  Services pentru a crea hepatocite derivate din CSPI provenite de la pacienţi care au supravietuit unor reacţii severe hepatice cauzate de medicamente, comparându-le cu hepatocitele derivate din CSPI provenite de la donatorii sănătoşi. În cele din urmă, scopul este să identificăm unele profiluri genetice specifice care indică prezenţa unei sensibilităţi la reacţiile adverse, afirmă el. "Avem la dispoziţie întreaga secvenţă a exonului  în cazul acestor pacienţi şi vom avea secvenţa genomului întreg, aşa că suntem la curent cu variaţiile care există şi am emis diverse ipoteze", afirmă Watkins. "Dar această tehnologie ne va permite să testăm acele ipoteze în mod direct."

Liniile CSPI sunt derivate din celulele CD34 provenite din probele de sânge trimise de către clienţi şi returnate sub forma unor plăci cu 96 de godeuri conţinând un tip de celule care prezintă interes. Costul necesar pentru a crea o linie de la un eşantion CSPI provenit de la un pacient este de $15.000, iar timpul necesar este de aproximativ 6 luni, afirmă Parker. Însă odată ce liniile de CSPI sunt stabilite, este nevoie de doar 1 până la 2 luni pentru a comanda mai multe tipuri de celule specifice derivate din acea linie. Costul pentru fiecare placă de celule diferenţiate este de aproximativ $1.500, fiind necesară o comandă minimă de 20 de plăci.

Chandler: "Capacitatea de a produce celule stem pluripotente de înaltă calitate şi puritate induse "la cerere" are un potenţial ridicat atât de a determina transformarea numeroaselor domenii de cercetare ale ştiinţelor vieţii, cât şi de a deschide uşa unor posibile aplicaţii ale acestora în medicină".


4. Labguru, Biodata


Zilele în care studenţii absolvenţi şi postdoctoranzii îşi aştern ipotezele şi datele experimentale în carneţelele pătate cu alb şi negru sunt pe cale de dispariţie. Laboratoare din întreaga lume vor deveni în curând digitale şi Labguru este un produs nou care ar putea schimba modul în care laboratoarele îşi creează diagrama progresului realizat.

Labguru (prezentat întâmplător în articolul "Lab 2.0" din luna Decembrie, secţiunea "Careers") este o platformă digitală, accesibilă prin intermediul unui browser de Internet sau ca o aplicaţie iPad care stochează datele provenite de la cercetători diferiţi dintr-un laborator, urmăreşte materialele folosite ca referinţe, înregistrează informaţii logistice cum ar fi evidenţele reactive şi poate fi folosit pentru a partaja protocoale experimentale şi alte lucruri utile. "Scopul nostru este să facem ca laboratoarele să funcţioneze într-un mod cât mai eficient şi să fie cât mai productive", afirmă Jonathan Gross, fondatorul BioData Ltd., compania din Israel care a creat Labguru.

Gustavo Valbuena, un cercetător în domeniul patologiei de la University of Texas Medical Branch din Galveston, care studiază patogeneza febrei recurente a Munţilor Stâncoşi printre alte fenomene, a folosit Labguru în laboratorul său în ultimele 9 luni. După ce a încercat şi alte software-uri şi agende electronice de laborator pentru a organiza activitatea şi datele din laboratorul său, el a constatat că Labguru este cel mai eficient instrument cu ajutorul căruia poate stimula şi organiza munca elevilor şi tehnicienilor săi". "Ceea ce remarc este că persoanele din laborator introduc datele mult mai constant", afirmă Valbuena, care plăteşte aproximativ $100 pe an pentru fiecare utilizator pentru versiunea îmbunătăţitpă a Labguru. Utilizarea aplicaţiei pt. iPad de bază şi versiunea web sunt gratuite.

Wiley: "Acest lucru ar putea în sfârşit să determine biologii care lucrează în domeniul experimental să treacă de la era hârtiei la era calculatorului".





5. MySeq, Illumina


Illumina a încorporat tehnologia sa de secvenţiere prin sinteză (SPS), care este omniprezentă, într-un "ordonator personal" demontat numit MiSeq, un dispozitiv superior mai rapid, mai ieftin şi mai simplu care îşi propune să aducă procesul de secvenţiere de generaţie viitoare în centrul atenţei. 

Pentru un dispozitiv care are 0,18 m2, încorporează o cantitate mare de putere de tranzit, sprijinind rularea a 2x250 perechi de baze şi generând până la 8,5 gigabaze pe rulare. Iar interfaţa intuitivă MiSeq face ca acesta să fie foarte uşor de utilizat. "Am luat ceea ce a creat Illumina în ultimii 5 ani şi am condensat totul într-un pachet foarte simplu", afirmă Jeremy Preston, directorul de marketing al produselor de la Illumina. Trebuie doar să pregătiţi ADN-ul, să încărcaţi cartuşul şi să apăsaţi "Go".

Este rapid, de asemenea: utilizatorii pot pregăti probe în 90 de minute şi pot secvenţia întreg genomul microbilor într-o zi sau chiar mai puţin. Şi având în vedere faptul că un dispozitiv costă 125.000 dolari, în timp ce rularea individuală costă de la $400 la $750, MiSeq este destul de accesibil pentru a putea fi utilizat în situaţii clinice.

FDA a ramificat deja MiSeq pentru a îl utiliza în eforturile sale de a urmări agenţii patogeni care produc toxiinfecţie alimentară. În următorii 2 ani, va fi utilizată de asemenea pentru a urmări focare cauzate de microbi cu grad ridicat de infecţiozitate în spitale, afirmă Crook Derrick, un microbiolog de la Universitatea din Oxford, Marea Britanie şi coautor al unui studiu pilot efectuat recent referitor la  utilizarea MiSeq pentru supravegherea infecţiilor cu Clostridium difficile şi MRSA în mai multe spitale din Marea Britanie, publicat în BMJ Open. "Veţi obţine cu adevărat o secvenţiere de înaltă calitate într-un timp foarte scurt", afirmă el. "Este un mare pas înainte."

Mazar: "Rapid, amprentă mică, extinde capacitatea cercetătorilor din domeniul preclinic şi clinic de a obţine date legate de secvenţierea genomului care pot fi apoi rapid corelate cu un răspuns al medicamentelor, etc.".


6. Platforma microfluidică ONIX, CellASIC


Cu ajutorul platformei cu perfuzie microfluidică ONIX creată de CellASIC,  compania a reuşit să transforme imagistica celulelor încât să fie în avantajul lor. Modelul de configurare arată ca o placă rearanjată cu 96 de cavităţi având fundul de sticlă. Celulele care se găsesc la nivelul fluxului de intrare al cavităţii se îndreaptă spre o cameră de culturi, unde acestea sunt supuse unui mediu dinamic proiectat de utilizator. În alte concavităţi ale plăcii, cercetătorii pot pune diverse medii, medicamente şi alte variabile. Apoi, placa este plasată sub un microscop şi cuplată la o maşină care poate fi programată să controleze fluxul conţinutului din concavităţi prin microcanale care intră şi ies din camera pentru culturi.

"Introduceţi cu pipeta toate componentele chimice, mediile, celulele şi apoi apelaţi la software pentru a programa etapele automate", afirmă Alex Mok, manager al produselor la CellASIC, acum parte din EMD Millipore. "Cercetătorul are capacitatea de a controla exact ce pătrunde în cameră şi ce iese din aceasta şi nu este forţat să vină la sfârşit de săptămână pentru a supraveghea celulele."

Sistemul, lansat iniţial în 2009, a beneficiat de o schimbare completă în acest an, care a inclus o perfecţionare a hardware-ului şi software-ului precum şi a capacităţii de a controla temperatura şi presiunea gazului în cameră, pe lângă schimbarea proprietăţilor chimice. Sistemul este perfect pentru a fi utilizat în instalaţii de bază, afirmă Waters Jennifer, director de microscopie la Nikon Imaging Center de la Harvard Medical School, care a achiziţionat un sistem ONIX toamna trecută. "Pentru că funcţionează prin intermediul pneumaticii, implică doar prezenţa aerului care trece prin dispozitiv, nu trebuie să ne facem griji în privinţa riscului contaminării sistemului nostru ONIX cu proba provenită de la utilizator ."Mai mult, având mai multe tipuri diferite de plăci adaptate la aplicaţiile specifice, ne putem imagina orice începând de la celule bacteriene până la celulele de mamifere", afirmă ea.

Configurarea ONIX costă 23.000 dolari şi include la început cinci plăci. Plăcile suplimentare sunt vândute în pachete de câte cinci bucăţi şi costă $ 400.

Mazar: "Dacă este utilizată împreună cu sistemele 3-D, această platformă ar putea oferi o oportunitate extraordinară de a studia dinamica şi farmacologia distribuirii medicamentului".


7. Tehnologia luciferazei NanoLuc, Promega


Analizele care folosesc luminescenţa au devenit instrumente indispensabile pentru imunologi, biologi din domeniul molecular şi celular, geneticieni şi alţi cercetători care doresc să facă dinamica moleculară a unei celule mai uşor de înţeles. În gama de opţiuni oferite de luminiscenţă, care include luciferaza licuriciului şi proteina cu fluorescenţă verde (PFV), Promega a introdus în prezent o nouă enzimă raportor numită luciferaza NanoLuc, derivată dintr-o enzimă care se găseşte la un crevete de mare adâncime din genul Oplophorus.

Noul instrument aduce o serie de îmbunătăţiri faţă de alte enzime raportor luminescente. Dimensiunile sale mici, de aproximativ 2/3 din dimensiunile PFV, scad susceptibilitatea NanoLuc de a perturba procesele celulare pe care cercetătorii le folosesc pentru testări. Poate, de asemenea, străluci mai intens decât luciferaza licuriciului de până la 240 de ori. "Bioluminescenţa a devenit una dintre tehnologiile fundamentale de măsurare utilizate în domeniul ştiinţei vieţii", afirmă conducătorul departamentului de cercetare de la Promega, Keith Wood. "Suntem de părere că NanoLuc ne-a ajutat să contribuim la dezvoltarea tehnologiei în multe feluri."

Utilizatorul NanoLuc, Samuel Hasson, un coleg care activează în domeniul cercetării farmacologice la National Institute of Neurological Disease and Stroke este de acord. Fără dimensiunea mică şi iluminarea strălucitoare a NanoLuc, Hasson afirmă că studiile sale în vitro care vizează rolul disfuncţiei mitocondriale în boala Parkinson nu ar fi posibile. "Semnalul provenit de la NanoLuc este mult mai luminos", afirmă el. "Deci, atunci când vă confruntaţi cu cazuri de expresie genică scăzută, nivelul de semnal pe care îl obţineţi este mult mai mare" decât cel provenit de la luciferaza licuriciului. Mai mult, "gradul de perturbare al procesului natural este mai redus atunci când avem un raportor mai mic ataşat la proteinele mitocondriale."

ADN-ul plasmidic care conţine conţinutul genetic necesar pentru a produce NanoLuc costă aproximativ $320, iar substratul folosit pentru a detecta strălucirea moleculei costă încă $125, conform celor relatate de Kevin Kopish, manager NanoLuc. Cercetătorii se pot aştepta să plătească costuri repetate pentru reactivi.

Chandler: "Sensibilitatea crescută, dimensiunea mică a proteinei şi stabilitatea ridicată ar putea determina schimbări dramatice ale mai multor analize ale enzimelor raportor din mai multe sisteme".


8. Aparatul Foto Digital Ştiinţific xSCELL, Photonis


Noul Aparat Foto Digital Ştiinţific Photonis xSCell combină abilitatea de a utiliza lumina de intensitate scăzută, viteza mare şi rezoluţia înaltă. Aparatul foto se poate conecta cu uşurinţă la un microscop prin intermediul unei ansamblări de tip C, poate realiza poze la o rezoluţie de 1024x1024 pixeli, poate surprinde până la 1000 de cadre pe secundă, poate comuta rapid pe video la rezoluţie completă, are o memorie de stocare a datelor de până la 16GB şi, în funcţie de model, poate suporta temperaturi de până la -30 ° C.

"Există o tendinţă de a utiliza viteze mai mari în cadrul tehnicilor moderne din microscopia cu fluorescenţă, în special în microscopia cu super-rezoluţie", afirmă Joerg Bewersdorf, biolog celular şi utilizator xSCell la Yale School of Medicine. "Este necesară o sensibilitate crescută a fiecărei celule în parte. Având o viteză îmbunătăţită, noul aparat de fotografiat xSCell reprezintă un alt pas important în această direcţie şi va sprijini progresul domeniului microscopiei biomedicale."

Marc Neglia, directorul în domeniul produselor de imagistică de la Photonis subliniază faptul că aparatul foto va fi util într-o gamă largă de aplicaţii, inclusiv în astronomie şi spectroscopie şi în orice screening  cu rată de transfer înaltă, în special pentru că modelul sofisticat poate fi răcit la -30 °C, lucru care ajută la reducerea efectului pe care îl are prezenţa zăpezii asupra imaginilor generate de supraîncălzirea senzorilor aparatului foto, o problemă des întâlnită în fotografia digitală.

Aparatul de fotografiat digital xSCell se vinde la un preţ care depăşeşte cu puţin 40.000 de dolari. După ce a început expedierea acestui nou model, compania a vândut aproximativ 10 bucăţi până acum în cursul acestui an şi se aşteaptă să vândă 50 de bucăţi în 2013.

Wiley: "Acest aparat foto oferă o combinaţie revoluţionară dintre viteză, rezoluţie şi sensibilitate. Acest lucru ar trebui să fie un mare impuls pentru dezvoltarea tehnologiei microscopiei de înaltă rezoluţie care este, în mod normal, limitată de viteza lentă a aparatelor de fotografiat de înaltă rezoluţie".


9. Photo-Morpholinos, Gene Tools


Oligomerii Morpholino (oligos) sunt molecule care se leagă de ARN şi sunt de obicei folosiţi pentru a perturba expresia genelor. Pentru a avea un control mai bun asupra momentului şi locului în care ARN-ul ţintă este dezasamblat, compania de biotehnologie Gene Tools a conceput Photo-Morpholinos, morpholino foto-clivaţi care pot fi folosiţi pentru a activa expresia genelor de la suprafaţa şi din exteriorul unui organism sau a unor culturi de ţesuturi folosind lumina în anumite momente. Când Photo Morpholinos cu sens sunt obligaţi să se lege de oligomeri morpholino antisens, Photo-Morpholinos acţionează ca o cuşcă pentru a preveni oligomerii morpholino antisens să interacţioneze cu ARN-ul ţintă şi să reducă expresia genelor. Dar dacă expunem sistemul la o cantitate redusă de lumină UV, Photo Morpholinos dispar brusc iniţiind dezasamblarea genei. Sau, Photo-Morpholinos antisens pot lega direct ARN ţintă cu sens, dar dezasamblarea este reversibilă în prezenţa iluminării care scindează şi inactivează oligomerii morpholino.

Tehnica permite cercetătorilor să analizeze efectele genelor în ţesuturile specifice ale unui organism sau în cursul a diferite perioade de dezvoltare. George Eisenhoffer, unul dintre doctoranzii din laboratorul Jody Rosenblatt de la University of Utah’s Huntsman Cancer Institute şi colegii săi au folosit Photo-Morpholinos pentru a dezasambla gene pentru un canal activat de alungire numit Piezo1, despre care au emis ipoteza că ar juca un rol în fluajul celulelor epiteliale viabile din membrane pe măsură ce celulele devin suprapopulate. Atunci când Eisenhoffer a folosit un morpholino tradiţional pentru Piezo1, embrionii de peşte zebră au murit foarte precoce în timpul dezvoltării. Dar, cu ajutorul Photo-Morpholinos, el a fost capabil "să ocolească aceste defecte care apar precoce în cursul dezvoltării," dezmembrând Piezo 1 doar în momentul în care aceasta nu mai era letal pentru animale. Este aproape cert faptul că inhibarea expresiei Piezo1 mai târziu în cursul dezvoltării a dus la apariţia unor mase de celule pe partea laterală a peştelui zebră, indicând faptul că membranele lor au reuşit să îndepărteze în mod adecvat celulele epiteliale (Nature, 484:546-49, 2012).

Compania, cu sediul în Philomath, Oregon, a vândut aproximativ 30 de Photo-Morpholinos realizaţi la comandă deoarece produsul a fost lansat vara trecută, afirmă John Moulton, un cercetător de la Gene Tools. La un preţ de $700 pentru 300 nanomoli, suficient pentru a injecta mai mult de 1.000 de peşti zebră de exemplu, produsul nu este un mare succes, dar "niciodată nu l-am privit ca fiind un mare producător de bani", afirmă el. "Era un produs pe care clienţii noştrii şi l-au dorit cu adevărat."

Chandler: "Este posibil ca acest lucru să schimbe în  mod dramatic modul în care experimentele de manipulare genetică sunt efectuate în culturile de celule, precum şi în numeroase organisme".


10. HubioGEM + Wiggler, Vivo Biosciences + Global Cell Solutions


Pentru oamenii de ştiinţă care cercetează noi terapii şi efectuează screeninguri pentru toxicitate, structurile celulare 3-D realistice din punct de vedere biologic sunt importante. Dar acestea sunt, de asemenea, dificile. Vă prezentăm HubioGEM, un produs dezvoltat de către Vivo Biosciences (care produce HuBiogel, o matrice de biogel derivată din ţesut uman) în colaborare cu Global Cells Solutions (care produce  micro-purtătorul magnetic GEM).

Spre deosebire de matricele de origine animală, biogelul menţine celulele într-un mediu care imită biologia ţesutului uman. Între timp, micro-purtătorii fabricaţi dintr-un hidrogel semi-poros umplut cu particule magnetice asigură un control magnetic al grupurilor de celule în timpul recoltării sau schimbării mediului, fără a interfera cu analiza efectuată sau cu screeningul. Împreună într-un amestec unic, acestea oferă o modalitate mai bună de a genera şi de a gestiona tumorile sau construcţiile de celule stem utilizând tehnologia 3-D care imită cu exactitate funcţiile metabolice in vivo.

Dacă recurgeţi la Wiggler, un sistem de bioreactor aparţinând Global Solutions conceput să crească şi să menţină culturi mai solide decât placa convenţională cu multe godeuri sau la metodele care îmbină flacoanele, lansate în luna octombrie, obţineţi o nouă platformă care poate fi utilizată pentru testele biologice de predicţie. "Am pus laolaltă mai multe trăsături avantajoase într-o singură soluţie", afirmă Uday Gupta, director executiv la  Global Cell Solutions. "În final se obţin celule  mai sănătoase, care rezistă mai mult, sunt mai uşor de gestionat şi sunt importante din punct de vedere fiziologic."

Aceste calităţi s-au dovedit "extrem de valoroase" pentru Eric Murphy, care studiază farmacologia cancerului la Genomics Institute of the Novartis Foundation din San Diego, California. "Noi realizăm o mulţime de  combinaţii medicamentoase în acest format în prezent şi urmărim o mulţime de terapii pe care le-am fi ocolit în situaţiile pe care le întâlnim în mod obişnuit", afirmă el. "Cred că ne aduce mai aproape de predicţia a ce se va întâmpla in vivo."

Mazar: Se pare că platforma propusă aici va depăşi provocările sistemelor 2-D care pot fi predictori slabi ai activităţii in vivo şi inexacţi în reprezentarea interacţiunilor micromediilor celulelor tumorale.


Faceţi cunoştinţă cu experţii


Andrew Mazar este un antreprenor care predă la Chemistry of Life Processes Institute şi activează ca Director General la Center for Developmental Therapeutics (CDT) de la Universitatea Northwestern. El a muncit 23 de ani în domeniul descoperirii medicamentelor şi al dezvoltării interfeţei dintre mediul academic şi industrie şi este, de asemenea, recunoscut pentru efortul depus în domeniul cercetării de bază privind rolul sistemului plasminogenului activator de urokinază (UPA) în progresia tumorii şi în angiogeneză. Mazar este, de asemenea, preşedintele National Cancer Institute’s Nano Alliance Animal Model Working Group şi membru fondator al secţiei de studiu asupra NCI Developmental Therapeutics.

Gabriel Popescu
este profesor asistent la Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign (UIUC), în cadrul Departamentului de Inginerie Electrică şi Calculatoare şi deţine un post complet la Beckman Institute for Advanced Science and Technology. El este, de asemenea, un membru afiliat al facultăţii în cadrul Departamentului de Bioinginerie. Popescu a primit în 2009 premiul National Science Foundation CAREER, în 2012 a fost finalist al Innovation Discovery selectat de către Office of Technology Management Office, UIUC şi a fost ales ca membru al Center for Advanced Studies at UIUC 2012-2013. Este editor asociat al Optics Express and Biomedical Optics Express şi membru al consiliului editorial al Journal of Biomedical Optics.

Vicki Chandler este Director de program la Gordon şi Betty Moore Foundation’s Science Program, care investeşte în dezvoltarea tehnologiei şi sprijină oamenii de ştiinţă de top şi formarea de parteneriate ştiinţifice. Portofoliul de investiţii include Marine Microbiology Initiative, colaborarea cu Howard Hughes Medical Institute pentru studierea plantelor, Data-Driven Discovery Initiative şi proiectul  Thirty Meter Telescope . Înainte,  Chandler a condus programe de cercetare în domeniul Epigeneticii la Universitatea din Oregon şi Universitatea din Arizona.

H. Steven Wiley este în prezent membru al Senior Research Scientist and Laboratory la Pacific Northwest National Laboratory. A publicat unele dintre cele mai vechi modele de calcul pentru procesul de reglare al receptorilor (la începutul anului 1980) şi este cunoscut pentru dezvoltarea unei varietăţi de teste biochimice cantitative şi optice care stau la baza validării modelelor de calcul ale proceselor celulare. Cercetările sale actuale se concentrează pe integrarea mai multor tipuri de date cu rată mare de transfer pentru a reconstitui reţelele celulare de reglare. Wiley este de asemenea un colaborator frecvent al publicaţiei "The Scientist".



Traducere de Ecaterina Pavel după Top-10-Innovations-2012.


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!