¿Puede presentarse y decirnos qué inspiró su carrera dentro de la ciencia?
Me llamo Ben Knappett y soy el responsable de Ciencia y Aplicaciones de Particle Works, una de las marcas de Blacktrace Holdings. Empecé mi carrera en la ciencia a una edad temprana, experimentando con juegos de química y explorando el campo de la química.
A lo largo de mi carrera, he trabajado en numerosos campos, desde la química pura hasta la ciencia de los materiales y la caracterización de partículas. Llevo 12 años trabajando con partículas de diversos tamaños, incluidas nanopartículas y micropartículas.
En la actualidad es Directora de Ciencia y Aplicaciones de Particle Works, una empresa cuyo objetivo es liberar el verdadero poder de las partículas. ¿Puede hablarnos de la misión y los objetivos de Particle Works y de cómo sus responsabilidades cotidianas se ajustan a ellos?
El principal objetivo de Particle Works es integrar soluciones de microfluidos para la síntesis de partículas con la automatización, creando una serie de plataformas de microfluidos para la síntesis de partículas. Estas plataformas guían a las personas en el desarrollo de nuevas nanomedicinas, desde procesos automatizados de cribado de alto rendimiento hasta entornos de optimización y fabricación de productos.
Intentamos ofrecer un conjunto de plataformas con una tecnología de bombeo coherente y chips microfluídicos que puedan utilizarse desde las primeras fases del cribado hasta la fabricación.
Desde sus comienzos en Dolomite Microfluidics, usted cuenta con más de 20 años de experiencia trabajando en tecnología de partículas. ¿Cómo ha evolucionado esto y cómo ayuda su experiencia a satisfacer las necesidades de sus clientes?
Dolomite Microfluidics fue una de las primeras marcas de Blacktrace. Sirve de ventanilla única para todo lo relacionado con la microfluídica, vendiendo componentes, chips, bombas, conectores y todo lo necesario para abordar una serie de problemas utilizando esta tecnología. Está abierta a todo el mundo y a cualquier aplicación como fuente de soluciones microfluídicas.
Particle Works, por su parte, está especializada en la síntesis de nanopartículas. Ofrece sistemas diseñados específicamente para encapsular materiales dentro de nanopartículas compuestas de partículas poliméricas, partículas lipídicas o materiales híbridos.
Mi experiencia abarca diversos tamaños de nanopartículas, desde partículas milimétricas a nanoescalares, y el trabajo con varios tipos de materiales. Dolomite Microfluidics nos brindó la oportunidad de trabajar con gotitas, micropartículas y nanopartículas durante años, antes de que lanzáramos formalmente la marca Particle Works. Bajo Particle Works, ahora podemos aprovechar nuestros conocimientos colectivos para ayudar a los clientes a elegir los sistemas adecuados y abordar sus aplicaciones con eficacia.
Las ciencias de la vida, y el descubrimiento de fármacos en particular, han experimentado avances increíbles en los últimos años. A pesar de ello, aún quedan retos por superar antes de que se libere el verdadero potencial de este campo. ¿Cuáles cree que son algunos de los mayores retos a los que se enfrenta actualmente el sector del descubrimiento de fármacos y cómo pueden ayudar las nanopartículas a superarlos?
Para responder a esta pregunta hay que tener en cuenta varios aspectos. Desde el punto de vista práctico, sintetizar miles de posibles formulaciones exige conocer las que producen mejores resultados y los componentes que cumplen las características de rendimiento deseadas en las partículas finales.
Para que un material terapéutico penetre en el organismo con la máxima eficacia, debe transportarse de forma segura al lugar adecuado, en el momento oportuno, para desempeñar la función correcta. Al mismo tiempo, hay que evitar cualquier respuesta inmunógena.
A la hora de desarrollar nuevos medicamentos y administrar fármacos, son importantes diferentes criterios. Las nanopartículas son portadores enormemente flexibles de estos materiales, ya que permiten una serie de propiedades que pueden ajustarse y modificarse muy sutilmente, a diferencia de la química molecular, que da lugar a compuestos específicos con un conjunto concreto de resultados.
Uno de los retos de las nanopartículas, pero también una de sus ventajas, es la cantidad de matices en la estructura de las partículas, que nos permite ser específicos a la hora de dirigir los medicamentos.
El rendimiento de las partículas depende de muchos factores, como el tamaño, la forma y la estructura. ¿Cómo influyen estos factores en el rendimiento de las partículas y cómo su control mejora el rendimiento de la encapsulación en el descubrimiento de fármacos?
Las partículas necesitan varias características para ser vehículos eficaces de administración terapéutica. Para lograrlo, es necesario estabilizar el material biológico que se encapsula, protegiéndolo de la degradación e impidiendo que la respuesta inmunitaria del organismo lo descomponga y lo excrete.
Es importante evitar una respuesta inmunitaria demasiado agresiva, que puede ser un proceso sintomático negativo para el paciente. Una vez inyectado, llevar el material al lugar adecuado es crucial para garantizar que el terapéutico pueda liberarse eficazmente para cumplir su función.
Las propiedades de las partículas son fundamentales para garantizar que cada una de estas características de rendimiento individuales sea eficaz y funcione correctamente, y eso siempre se reduce al tamaño, la forma y la estructura de las partículas.
El control del proceso es fundamental en microfluídica para garantizar que las partículas se fabriquen con precisión y uniformidad, de modo que cada partícula sea idéntica a la siguiente y tenga las mismas características de rendimiento.
Fabricar partículas con un proceso que proporcione una amplia distribución de tamaños puede dar lugar a que se encapsulen diferentes cantidades de terapéutico en diferentes partículas o subestructuras dentro de la partícula, lo que podría afectar a su liberación. También es fundamental seleccionar el tamaño de partícula adecuado para los mecanismos de transporte del organismo. Por lo tanto, para garantizar un buen rendimiento es vital seleccionar una ventana de tamaño específica que sea homogénea y adecuada para la aplicación.
El sector del descubrimiento de fármacos requiere un alto nivel de colaboración para llevar los descubrimientos al mercado. ¿Qué importancia tiene la colaboración para Particle Works?
La colaboración es muy importante para Particle Works, y asistir a conferencias, como SLAS, ofrece una excelente oportunidad para relacionarse con otras personas del sector. Recorrer el recinto y hablar con las personas que intervienen en las fases anteriores y posteriores del proceso de automatización es muy beneficioso, sobre todo cuando están presentes empresas de software que ayudan a enlazarlo todo.
Nuestros procesos son muy complejos, así que también es ventajoso ver lo que ofrecen los demás, para poder encontrar oportunidades de integrar nuestra plataforma en ese proceso.
En Particle Works cuentan con dos plataformas de automatización de vanguardia que allanan el camino hacia la perfección de las partículas: el sistema automatizado de nanopartículas (ANP) y el sistema automatizado de síntesis de bibliotecas (ALiS). ¿Puede hablarnos más de estos productos y de la forma en que trabajan conjuntamente para acelerar los procesos de desarrollo de fármacos?
ALiS está diseñado para determinar el conjunto óptimo de reactivos para una formulación ideal, por lo que suele ser la primera plataforma que utilizan nuestros clientes.
El mayor reto de la industria en estos momentos es lidiar con el enorme número de posibles formulaciones lipídicas necesarias para alcanzar los niveles adecuados de rendimiento y propiedades de un fármaco. ALiS está diseñado para superar este reto procesando un gran número de muestras y minimizando al mismo tiempo el tiempo de trabajo manual, los costes y los plazos de desarrollo de un nuevo fármaco. Utiliza chips microfluídicos con procesos precisos de aspiración y carga de fluidos para llevar a cabo reacciones en volúmenes de fluidos muy pequeños. ALiS puede combinar precursores de lípidos o nanopartículas con la carga de forma controlada para formar y recoger partículas.
El sistema se limpia después de cada experimento, lo que permite reutilizar todas las piezas consumibles y abordar un gran número de experimentos sin incurrir en costes elevados. Además, esto reduce la cantidad de consumibles utilizados, lo que lo hace más respetuoso con el medio ambiente, ya que no es necesario tirar grandes cantidades de plástico desechable en la fase de desarrollo.
El sistema ANP es la continuación de la plataforma ALiS. Este sistema se utiliza para el siguiente paso del proceso, que consiste en determinar el mejor proceso para fabricar eficazmente la formulación a mayor escala, manteniendo una elevada eficacia de encapsulación y control del tamaño de las partículas, así como una baja polidispersidad.
El sistema ANP es la forma ideal de optimizar los procesos. Utilizando un par fijo de reactivos, podemos inyectar un volumen mayor mediante un único paso de carga manual, y liberar el reactivo gradualmente para realizar una serie de experimentos automatizados sondeando diferentes parámetros del proceso, como el caudal total y la relación de caudal. También podemos explorar diferentes diseños de chips y geometrías de mezcla, para determinar la forma más eficaz de producir partículas a partir de la formulación identificada por ALiS.
Una vez identificados la formulación y el proceso óptimos, el sistema ANP permite a los clientes trabajar de forma continua. En lugar de cargar muestras en bucles de muestreo y liberarlas en pequeños incrementos, podemos bombear directamente volúmenes mayores a través de nuestros chips microfluídicos para producir decenas de litros de partículas al día.
ALiS es la única plataforma que combina automatización y cribado de alto rendimiento diseñada específicamente para nanopartículas lipídicas (LNP), que han demostrado ser vehículos prometedores en la administración de terapias. ¿Por qué decidieron centrarse en las nanopartículas lipídicas a la hora de diseñar su tecnología? ¿Qué otras ventajas ofrecen sus plataformas a los usuarios?
Las nanopartículas lipídicas han progresado enormemente en los últimos años, y su desarrollo se ha centrado sobre todo en las vacunas COVID. Medicamentos y vacunas aprobados por la FDA utilizan ahora estas nanopartículas lipídicas, lo que es el resultado de años de desarrollo.
Desde principios de la década de 2010, nuestros dispositivos de microfluidos se han utilizado para preparar nanopartículas lipídicas, poliméricas, híbridas y de carbohidratos, así como otros materiales diversos.
Sin embargo, las nanopartículas lipídicas han sido el principal objetivo de nuestros clientes, y han contribuido significativamente a la investigación científica. Nuestros sistemas están diseñados para trabajar eficazmente con distintos tipos de materiales, aunque las nanopartículas lipídicas son una excelente herramienta de formulación.
Ustedes presentaron estas plataformas en SLAS 2023, una exposición internacional que reúne a investigadores y profesionales del sector para poner de relieve los nuevos avances en las ciencias de la vida. ¿Qué importancia tienen las conferencias y exposiciones presenciales como SLAS para acelerar la innovación?
Valoramos mucho las conferencias presenciales. Aunque hicimos lo que pudimos con conferencias de tipo híbrido durante la pandemia de COVID-19, hablar con un mayor número de personas en eventos presenciales es más valioso. Nos permite relacionarnos directamente con clientes potenciales, colaboradores y otros colegas del sector. Es un excelente evento para establecer contactos, y ha sido muy beneficioso para nosotros.
Recibimos mucho interés en nuestro stand, lo que dio lugar a muchas conversaciones interesantes sobre posibles colaboraciones.
Nos encanta trabajar en colaboración, por lo que es fantástico entablar relaciones y averiguar cómo podríamos trabajar con otros en este ámbito para ofrecer mejores ofertas a los investigadores.
Con la pandemia de COVID-19 catapultando a la palestra las terapias basadas en el ARNm, ¿cómo cree que evolucionará el campo del descubrimiento de fármacos en los próximos 10 años y qué papel cree que desempeñarán en él las tecnologías de partículas?
En los últimos diez años hemos avanzado mucho en la mejora de las características específicas de las nanopartículas lipídicas para la administración eficaz de fármacos en el organismo.
Actualmente, nos encontramos en las primeras fases del desarrollo de nanomedicamentos. Podemos aportar avances en las complejidades de los compuestos biológicos y escribir instrucciones codificadas en cadenas de ARNm, lo que nos permite llevar a cabo funcionalidades antes imposibles, dando lugar a una serie de medicamentos y tratamientos genéticos.
Las partículas utilizadas en el mecanismo de administración son un componente crítico, que seguirá creciendo en complejidad y capacidad a medida que evolucionen los aspectos biológicos de los fármacos. En consecuencia, en la próxima década veremos surgir multitud de nuevas terapias, lo que constituye un momento apasionante para la nanomedicina.
¿Qué es lo próximo de Particle Works? ¿Participa en algún próximo proyecto interesante?
Particle Works está desarrollando y preparando el lanzamiento de nuestra plataforma GMP, que se alineará con los sistemas ALiS y ANP.
La plataforma llevará a los clientes desde el cribado de alto rendimiento en la fase inicial de I+D hasta la fabricación, utilizando la misma tecnología de plataforma de procesos. Esto incluye el uso de las mismas bombas y chips microfluídicos, lo que garantiza una transición fluida a la fabricación.
Este próximo paso es muy importante para nosotros, y esperamos con interés las próximas conferencias y eventos previstos para este año, incluidos los que tendrán lugar en Boston y Europa».
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