Ускоряваме развитието на биопринтирането, за да можем всички по-скоро да се възползваме от ползите му

Ускоряваме развитието на биопринтирането, за да можем всички по-скоро да се възползваме от ползите му

Мурад Реджеб, основател на МатриКем, доктор по химия от Ghent University, IMEC, Льовен, Белгия

Аз съм доктор по химия, специалист по материали. Научната ми кариера дотук включва принос към проекти за разработване на материали за екологично чисто съхранение на енергия, за бъдещи поколения наноелектронни чипове и за триизмерно тъканно инженерство. Тези разработки са описани в над 15 публикации в международни реферирани списания, а част са защитени от международен патент и български полезен модел. В личен аспект,

науката е също водеща за мен в дълбокото ми убеждение, че тя е единственият метод, който доказано води до достигане на работещи решения и прави възможно подобряването на качеството ни на живот.

Моята научна работа е в областта на триизмерното биопринтерно тъканно инженерство. В тази област, научните и технологичните постижения са силно взаимозависими и изискват интердисциплинарен екип с дълбока експертиза в области като машинно, софтуерно, химическо и биомедицинско инженерство, както и роботика, полимерна химия, клетъчна биология, и други. В тази мрежа от експертиза, полимерната химия и материалознанието имат съществена спояваща роля между инженерите и биомедицинските специалисти. Причината се крие в необходимостта от продукти, биомастила, с подходящи физикохимични свойства, които да позволят контролирано и прецизно пространствено локализиране на живи клетки, с цел пресъздаване на хистоморфологията на една нативна тъкан, а в последствие тези биомастила да придобият нужните биофизикохимични характеристики, които съответната извънклетъчна матрица притежава.

По този начин, един тъканен инженер би могъл да се възползва от уникалните възможности, които биопринтирането предлага както за фундаментални изследвания, така и за разработването на продукти, подходящи за персонализирана регенеративна медицина или предклиничен скрининг на лекарствени кандидати. От съществено значение за успеха на проекта е и да се съобрази изграждането на продукти и стандартни работни процедури с действащите европейски регулации и българско законодателство.

Моята въздействаща бизнес идея прави възможно подобряването на качеството на живот за всички, независимо дали гледаме на себе си като на пациент или като на човек, който рядко се възползва от достиженията на модерната медицина. Едно от последствията от успешната ѝ реализация ще е създаването на условия за драстично увеличаване на успеваемостта на идентифициране на ефикасни и безопасни лекарствени кандидати още в предклиничната фаза от тяхното разработване. Това ще ускори процеса на регистрация на нови терапевтични продукти, като също така ще намали разходите за разработването им. Важна добавена стойност от това последствие ще е намаляване на броя на необходимите експериментални животни. Друго последствие ще е ускоряване на процеса на разработване на продукти за регенеративната медицина, включително и на персонализирани терапии. Това ще има силно въздействие в региони със състаряващо население, каквато е Европа, където продукти на регенеративната медицина, достъпни до голям брой хора, ще позволят поддържането на качеството на живот до дълбоки старини.

Моят продукт е портфолио от валидирани биомастила за биопринтиране, екструзионно и оптично, позволяващи възпроизвеждане на биофизикохимичните характеристики на всяка една човешка тъкан. Тези биомастила позволяват прецизното и контролирано пространствено позициониране на живи клетки, с което се възпроизвежда хистоморфологията на нативната тъкан, което от своя страна ще позволи пресъздаване в ин витро условия на желаните (пато)физиологии.

Проблемът, който решавам произтича от липсата на ин витро модели на човешки тъкани, които да позволяват възпроизвеждане на човешката, или пациентската, (пато)физиология в лабораторни условия. Този проблем е пряко свързан с два факта от днешната реалност, които забавят напредъка на световното общество към съществено подобряване на качеството на живот. Единият факт е, че над 90% от лекарствените кандидати с обещаващи резултати в лабораторията се провалят при последващи клинични изпитвания. Предвид че типичната продължителност за успешното регистриране на едно лекарство е над 10 години, а разходите може да достигнат до 2 милиарда евро, ясно е, че това е един дълъг, скъп и високорисков процес. За съжаление, този процес с огромен процент на неуспех включва и „валидиране“ на лекарствените кандидати в животни, за което биват използвани годишно 10 млн. животни, а поне още толкова биват развъждани и убивани, без да бъдат включени в изследване. Другият факт е, че през 2021 година по света са извършени близо 150 000 трансплантации на органи, включително 48 в България, а средният брой починали на ден в очакване на трансплантация е повече от 20.

Макар и да изглежда далеч денят, в който ще бъде имплантиран първият животоспасяващ биопринтиран орган, разработването на функционални биопринтирани тъкани би подобрило качеството на живот на милиони хора още днес.


Уникалното в моята разработка е възможността да се пресъздадат биофизикохимичните условия, които най-добре симулират околната среда на живите клетки в една човешка тъкан. Също толкова важен принос към уникалността е възможността за прецизен контрол върху триизмерната пространствена локализация на клетките, с която да се възпроизведе хистоморфологията на тъканта, а в последствие и нейните (пато)физиологични характеристики. Накрая, уникалната компетентност, която съм натрупал като ръководител на пионерни за България изследвания, както и като чест ревюър за елитно международно списание (с IF>10) в областта на биопринтирането, ме поставя в уникална позиция да разпозная достъпността и възможностите за въвеждане на иновативни и ефективни решения в тази бързо развиваща се сфера.

Моите клиенти могат да бъдат разделени на две категории – фундаментални и приложни иноватори. Към категорията фундаментални иноватори спадат учените, занимаващи се с изследвания в областта на биомедицинското тъканно инженерство, чиито разработки могат да подобрят ефективността на предклиничния скрининг на лекарствени кандидат-молекули. През последните повече от десет години, броят на научните публикации в сферата на биопринтерното тъканно инженерство расте експоненциално, което показва бързия темп на разрастване на тази общност. Нуждите на тази общност също се разрастват, поради увеличаване на комплексността на биопринтираните тъкани, целящи да моделират живи такива. От друга страна, приложните иноватори разработват продукти основно за козметичната или фармацевтичната индустрии, както и за регенеративни процедури.

За тези приложения, наличието на биомастила, които доказано могат да позиционират прецизно и възпроизводимо витални клетки, ускорява разработването на продукти, чието валидиране и сертифициране предполага голям брой изследвания, както и дълъг процес на оптимизиране.

Моят екшън план предвижда четири основополагащи стъпки, които са: 1) създаване на мрежа от партньорства с академични институции и други технологични компании за съвместно разработване и/или валидиране на биомастила; 2) синхронизиране на производството и употребата на биомастила с европейските регулации и българските закони; 3) стандартизиране на процесите за разработване и валидиране на биомастила; и 4) създаване и законова защита на интелектуална собственост. Всъщност този план е вече успешно въведен в действие след основаването на стартъп, МатриКем. Успехите в създаването на партньорства се изразяват в осъществяването на колаборации и сключването на споразумения за сътрудничество с редица академични институции и иновативни компании.

Синхронизирането на разработките на биомастилата с действащите закони ни отреди ролята на пионери в регистрирането на първата в България лаборатория за използване на Странични Животински Продукти (СЖП, отпадни продукти) за научно-изследователска дейност и съобразена с европейските регулации и с принципите на Добрата Лабораторна Практика.

От друга страна, успешното разработване и валидиране на биомастила беше докладвано през 2022 година на три локални конференции. Накрая, една от разработките ни бе успешно защитена от Полезен Модел, който представлява първият такъв в България в областта на биопринтирането и беше регистриран в началото на септември 2022 г.

Най-много се гордея с успехите на прохождащи млади учени, които съм имал удоволствието да наставлявам и да ръководя тяхната научноизследователска работа. Тези успехи включват защита на първата дипломна работа в България, описваща разработка на биомастило за екструзионно биопринтиране и използването му за изграждане на ин витро раков модел на маточната шийка; участие в изработването, описването и реферираното публикуване на научна статия, описваща първата разработка в България на биопринтиран ин витро модел на рак на маточната шийка, в международно списание с IF>10; успешно участие в локална научна конференция, със силно позитивен отзив към представената работа за разработване на биомастила за оптично биопринтиране.

В науката мечтая за ефективно сътрудничество между учените, извършващи приложни изследвания, и индустрията и особено стартъпите, които са се заели с мисията да реализират на пазара научните и технологични иновации, от което в крайна сметка да можем да се възползваме всички като клиенти или пациенти. Това е изключително важно за способността на науката да продължи да подобрява качеството ни на живот. Опитът ми, при изработването на докторантската ми дисертация, в най-големия изследователски център по наноелектроника в Европа, imec, с основни клиенти и партньори всички световни лидери в тази сфера, ми доказа, че такива ефективни сътрудничества могат да бъдат изключително продуктивни както за учените, така и за бизнеса.

Моето бъдеще като предприемач в науката е единственото бъдеще в науката, в което мога да си се представя, защото

предприемачеството, без да се ограничаваме до бизнес аспекта му, е най-отчетливият поведенчески израз на наличието на вътрешна мотивация за дейностите и проектите, с които човек се е захванал.

В същото време, в бизнес аспект, всеобхватността на портфолиото от валидирани биомастила на МатриКем и тяхното използване от клиенти в цял свят зависи от едно продължително успешно предприемачество в науката.

Другите участници в Предприемачи в науката 2022 вижте тук.


Награда Предприемач в науката 2022

Награда Предприемач в науката 2022

Предприемачи в науката 2022

Признание

8000 лв. докторантска стипендия

Предприемачи в науката

След 10 години

Предприемачи в науката 2021

Награда Предприемач в науката

Награда Докторантска стипендия

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close