불치병과 치료 불가능한 질병을 위한 치료제 개발은 도전입니다. 연구실에서 10,000개의 약물 후보군 중 단 한 개만이 시장에 진입하게 됩니다. 의료 접근성 향상에 대한 헌신에 힘입어, 싸토리우스의 연구소 제품 및 서비스 제품 관리팀은 연구자들의 작업을 가속화하고, 그들이 한 개의 유망한 후보를 그 어느 때보다 빠르게 찾을 수 있도록 돕고 있습니다.
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킴벌리 위클런드는 40명 이상의 팀을 이끌고 있습니다. 2017년 싸토리우스가 에센 바이오사이언스를 인수할 때 합류한 후, 그녀는 실험실 제품 및 서비스의 제품 관리를 총괄하는 자리에 올랐습니다. 이 제품군에는 바이오분석 도구, 실험실 무게 측정, 액체 핸들링, 실험실 용수, 시약 및 소모품, 소프트웨어 솔루션 등이 포함됩니다. "우리의 역할은 고객의 요구를 충족하고 데이터 획득 및 분석의 자동화를 통해 실험을 더 쉽고 빠르게 만드는 것입니다."라고 그녀는 설명합니다.
싸토리우스의 바이오분석 포트폴리오는 질병 모델링부터 치료제 개발, 세포주 개발에 이르기까지 실험실의 다양한 단계를 다룹니다. "iQue®, Octet®, Incucyte®, CellCelector는 고객의 고충을 해결합니다. 이들은 실패 가능성을 줄이고 시간과 비용을 절감합니다." 킴벌리는 "다시 말해, 유망한 약물 후보를 찾는 속도를 높입니다."라고 강조합니다.
연구 과정의 초기에 인쿠사이트 생세포 분석 시스템은 과학자들이 질병의 메커니즘을 더 잘 이해하는 데 도움을 줍니다. 배양기 내부에 직접 위치하여, 이 시스템은 세포의 반응과 상호작용을 24시간 추적하고 분석합니다. 예를 들어, 세포가 어떻게 성장하고, 한 위치에서 다른 위치로 이동하며, 크기나 모양이 변하는지, 또는 약물 후보에 어떻게 반응하는지를 관찰합니다. 이러한 지식을 통해 과학자들은 살아있는 세포 내 표적 분자의 행동을 연구할 수 있습니다. 예를 들어, 코로나바이러스 치료제 설계를 위해 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질을 하나의 표적으로 삼았습니다.
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일단 표적 분자가 식별되면, 연구자들은 대규모 화합물 라이브러리를 스크리닝하여 이 중 하나가 표적을 해결할 수 있는지 확인합니다 - 즉, 표적에 결합할 수 있고 잠재적인 치료 효과가 있는지 확인합니다. 이 스크리닝을 위해, 잠재적 약물로 처리된 세포나 입자가 포함된 많은 샘플을 분석해야 합니다. 싸토리우스 iQue®3은 업계에서 가장 빠른 샘플 획득 시간과 자동화된 분석을 통해 가장 유망한 샘플을 더 빠르게 식별하는 데 도움을 줍니다. 이 기술을 통해 과학자들은 며칠이 아닌 몇 시간 만에 수천 가지 화합물을 스크리닝할 수 있습니다.
한 번 유망한 리드가 식별되면, 추가로 최적화될 필요가 있습니다. 옥텟®은 서로 다른 약물이 표적 분자에 얼마나 잘 결합하는지 측정하는 데 도움을 주며, 실시간으로 결합 친화력과 동역학을 분석합니다. 이러한 요인들은 약물의 최적 용량과 효능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 연구하는 것이 중요합니다.
많은 바이오의약품 또는 생물학적 제품의 다음 단계에서 과학자들은 약물 후보를 제조하는 데 사용할 수 있는 세포주를 찾고 개발하는 것을 목표로 합니다. 셀셀렉터는 대량의 클로널 세포주를 생산성, 성장률 또는 기타 특성에 대해 스크리닝하여 추가 개발을 위한 가장 유망한 후보를 식별하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 중요하게도, 이는 단일 세포로부터 생성된 클론을 정확히 식별할 수 있어 특정 단백질 치료제의 생물학적 공장인 세포주를 개발하는 데 필요한 100% 단일클론성을 보장합니다.
팀은 고객이 복잡한 데이터를 더 효율적으로 분석할 수 있도록 돕기 위해 인공지능의 힘을 활용하는 연구도 진행하고 있습니다.
"AI를 통해 우리는 인간 뇌의 놀라운 능력을 활용하고, 뇌의 능력을 넘어서는 제품 기능을 만들 수 있습니다," 킴벌리가 말합니다. "우리의 뇌는 패턴을 인식하고 시각적 연결을 만드는 믿을 수 없는 능력을 가지고 있어요. 과학자들이 화면의 세포 이미지를 보면서 한 세포를 가리키며 '바로 이 세포에 관심이 있어요!'라고 말할 때마다 놀라곤 했죠. 그 세포를 포착하기 위해 이미지 처리 단계를 개발하는 데 수 시간을 보내곤 했어요. 때로는 불가능했지만... 이제는 AI를 사용할 수 있습니다."
AI를 통해 우리는 인간 뇌의 놀라운 능력을 활용하고, 뇌의 능력을 넘어서는 제품 기능을 만들 수 있습니다.
싸토리우스 제품 관리 랩 제품 및 서비스 부서의 헤드인 킴벌리 위클런드
과거에는 이미지 처리가 생물학자들에게 매우 접근하기 어려웠습니다. "이는 진정으로 능숙해지는 데 수년이 걸리는 전문 기술이었습니다." 킴벌리가 설명합니다. 오늘날 머신러닝 또는 딥러닝 기술의 도움으로, 해당 작업을 수행하고 세포와 그 특성을 인식하도록 훈련된 알고리즘을 개발할 수 있습니다. "우리는 이러한 AI 모듈을 Incucyte®에 통합했기 때문에, 오늘날 사용 첫날부터 생물학자들에게 답변을 제공합니다. 이제 과학자는 우리의 Incucyte® AI 훈련 모델을 활용하여 생존 세포와 사멸 세포를 안정적으로 식별할 수 있습니다." 킴벌리가 말합니다.
또 다른 초점은 세포 치료, 신약 개발, 독성학, 조직 공학 등 다양한 분야에서 사용되는 고급 세포 모델에 있습니다. 인체에서 발견되는 복잡한 생물학적 시스템을 모방하기 위해 실험실에서 설계된 이 새로운 세대의 세포 모델은 과거의 세포 모델보다 더 현실적으로 세포 행동을 나타낼 수 있습니다.
"고객들은 이를 통해 통제된 환경에서 질병 메커니즘이나 줄기세포의 행동을 연구하고, 환자가 치료에 어떻게 반응할지 예측하며, 동물을 사용하지 않고도 잠재적 약물을 더 정확하게 선별 및 평가할 수 있습니다," 킴벌리가 말합니다. "하지만 이러한 세포들은 매우 복잡하고 민감하며, 재현성 있게 생성하기 어렵습니다. 저희 시약 및 소모품 팀은 이러한 세포 작업을 단순화하는 포트폴리오를 제공합니다. 성장과 분화와 같은 세포 과정을 조절하는 동물 유래 성장 인자 및 사이토카인부터 모델 특성화를 돕는 시약, 검증 데이터까지 제공합니다. 이를 통해 고객들은 연구를 가속화하고 궁극적으로 새로운 치료법을 더 효율적으로 개발할 수 있습니다."
보도자료: Qkine와 싸토리우스의 파트너십, 첨단 세포 모델 분석을 위한 완전한 워크플로우 솔루션 제공
: 첨단 세포 모델은 실험실에서 인간 질병을 재현할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 이러한 모델을 사용하면 과학자들은 통제된 환경에서 질병 메커니즘을 연구하고 잠재적 치료법을 테스트할 수 있습니다. 이는 질병의 근본 원인을 이해하고 표적 치료법을 개발하는 데 도움을 주어 궁극적으로 환자 결과 개선으로 이어집니다.
: 첨단 세포 모델은 신약 발굴 및 개발에 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 연구자들은 잠재적인 약물을 더 정확하고 효율적으로 스크리닝하고 평가할 수 있습니다. 이러한 모델을 사용함으로써 과학자들은 유망한 약물 후보를 식별하고, 비용이 많이 들고 시간이 소요되는 임상 시험으로 넘어가기 전에 해당 약물의 안전성과 효능을 평가할 수 있습니다.
첨단 세포 모델은 맞춤형 의학을 혁신할 잠재력을 가지고 있습니다. 환자 자신의 세포를 사용하여 오가노이드나 다른 세포 모델을 만듦으로써, 연구자들은 개인이 특정 치료에 어떻게 반응할 수 있는지 예측할 수 있습니다. 이를 통해 의료 제공자들은 각 환자의 고유한 유전적 특성과 의료 이력에 맞춘 치료법을 제공할 수 있어, 치료 효과를 높이고 부작용을 줄일 수 있습니다.
: 줄기세포는 첨단 세포 모델의 핵심 구성 요소로, 놀라운 재생 잠재력을 가지고 있습니다. 다양한 세포 유형으로 분화할 수 있어 재생 의학에서 매우 귀중한 도구입니다. 연구자들은 줄기세포를 활용하여 손상된 조직과 장기를 복구하고 대체하는 방법을 탐구하고 있으며, 퇴행성 질환과 부상 치료에 대한 희망을 제공하고 있습니다.
하지만 이 제품 관리 팀의 구성원들은 누구일까요? 40명으로 구성된 이 팀은 독일, 영국, 스코틀랜드, 스웨덴, 미국에 걸쳐 있습니다. 킴벌리는 "우리는 다양한 기술과 관점을 가진 그룹이지만, 공통의 목표가 있습니다: 고객의 도전 과제를 이해하고 그들의 업무를 더 쉽게 만드는 것입니다"라고 말합니다.
올바른 질문을 하는 것이 이를 위해 필수적입니다. "제품 관리자들은 깊이 있는 기술적 지식을 가져야 하지만, 무엇보다 모든 것에 의문을 제기해야 합니다. 고객에게 문제가 있을 때마다 우리는 '이 문제가 정말 문제인가? 항상 문제인가? 다른 문제로 인해 발생한 것인가? 문제의 근본 원인을 진정으로 이해할 수 있는가?'라고 묻습니다. 이해하고 해결하기 위해서는 모든 각도에서 바라봐야 합니다."
제품 관리자들은 깊이 있는 기술적 지식을 가져야 하지만, 무엇보다 모든 것에 의문을 제기해야 합니다.
킴 윅룬드, 싸토리우스 랩 제품 및 서비스 부문 제품 관리 책임자
물론, 팀은 최종 결과가 실제로 요구사항을 충족하는지 확인하기 위해 제품 개발과도 협력합니다. 그런 다음, 네이밍, 가격 책정, 출시 활동 및 교육과 같은 주제에 대해 마케팅 기능 및 브랜드 팀과 협력합니다.
"솔직히 말해서, 이 일은 때때로 매우 스트레스가 될 수 있어요," 김 씨가 지적합니다. "하지만 결국, 제품은 마치 자신의 자녀와 같고, 팀과 함께 작업하면서 제품이 아이디어에서 출시되고, 고객에 의해 채택되며, 새로운 치료법을 발견하기 위한 연구를 지원하는 것을 보는 것은 매우 보람 있습니다. 심지어 노벨상 수상자의 연구실에서 사용될 수도 있어요. 과거에 그런 일을 보았고, 그것은 정말 흥미롭고 매우 가치 있습니다."
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2002년, 프레드 사이먼의 혈액 샘플은 전 세계 환자들에게 획기적인 변화를 가져왔고, 남부 독일의 한 스타트업에 중요한 계기가 되었습니다. 그는 자신의 DNA가 수십 년간 사이토카인 생산에 영향을 미칠 것이라고는 미처 생각하지 못했습니다...
싸토리우스에서 소프트웨어 개발 전문가들은 의약품 제조 과정을 자동화하는 프로그램을 개발하며 – 전 세계 환자들에게 더 빠르게 의약품을 공급하는 데 기여하고 있습니다. 이는 그들이 해결책의 일부가 됨을 의미합니다...
독일 울름에서 과학자들이 세포주 개선 작업을 수행하고 있습니다. 세포주가 원하는 단백질을 최대한 빠르고 대량으로, 그리고 적절한 품질로 생산하는 방법을 알아보세요.
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