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源心再生|留美博士后归国四年攻克数项心肌细胞方向核心技术

2024-01-13科学

来源 | 21世纪经济报道/广东粤港澳大湾区研究院

作者 | 高慧超、林杭、区妍

让受损不可再生的心肌细胞得到修复乃至重获新生,这个看似不可能的事,随着干细胞技术及再生医学的发展,有望在不久的将来成为现实。

心血管疾病是人类健康的第一大杀手。【中国心血管健康与疾病报告(2022)】显示,城乡居民疾病死亡构成比中,心血管病断层第一,死因占比分别高达45.86%和48.00%。

由于干细胞具有强大的修复、再生和个性化治疗功能, 在全球范围内,干细胞技术正成为心血管疾病治疗的重要研究方向和热点。 在这个前沿领域,各国正在进行激烈的科研角逐。

2019年,在纽约大学医学院Leon H.Charney心脏科进行博士后研究的林彬放弃百万年薪回国,创办了广东源心再生医学有限公司(下称「源心再生」),致力开发干细胞技术在心脑血管疾病临床治疗和药物研发中的应用,想要圆自己的 「心脏再生梦」。

成立仅四年,源心再生就已参与两项心肌细胞方向的国家级项目 ,手握数项全国或全球首创的关键核心技术,能够快速安全制备iPS干细胞系,并且实现人源心肌细胞的大规模生产,成为国内首家使用不同类型人源心肌细胞进行药物心脏安全性评估的平台。

然而,林彬的创业之路走得并不顺畅,一回国面对的是缺钱、缺人、缺设备的「三缺局面」。从零起步,源心再生是如何打开发展局面的?其发明创造对我国心血管疾病的诊断与治疗又有何帮助?日前,南方财经全媒体记者专访了林彬。

从零起步攻坚人源心肌细胞制备

缺乏用于药物研究、验证和筛选的有效模型是心血管药物研发难的主要原因之一。

心肌细胞不可再生,因此从人体提取心肌细胞用于体外模型构建不可行,必须体外制备人源心肌细胞。人源心肌细胞可通过诱导多能干细胞(iPSC)高效分化、纯化获得,具备经典的心肌细胞电生理活性,是疾病诊断、药物筛选、细胞治疗等的理想工具。

「由于长期缺乏人源心肌细胞、三维心肌组织、各种心脏疾病细胞模型以及集成三维培养、成熟训练、能够进行活体实时检测的硬件设备,对全球心脏药物研发及治疗造成了巨大阻碍。」林彬说。

为推动相关技术发展, 2019年,在纽约大学医学院Leon H.Charney心脏科进行博士后研究的林彬毅然回国,攻坚人源心肌细胞、三维心肌组织等的制备、纯化、存储、应用,开启「艰苦」的创业之旅。

由于创业领域十分前沿,刚回国的林彬一开始面对的是一个缺钱、缺人、缺设备的「三缺局面」,偏偏其创业赛道还十分「烧钱」。制备人源心肌细胞、3D心肌芯片等需要采购流式细胞仪、细胞培养系统等众多昂贵设备,聘请硕博士等高层次人才日以继夜地进行实验,且研发周期数以年计。

为了让企业「活起来」,林彬先是拉来了老朋友作为天使投资人,投入了上千万元的启动资金,然后开始 积极参加各类创新创业活动,争取政府科研资金支持。

2020年,源心再生被认定为南海区「蓝海人才计划」创新创业团队和佛山高新区高技术产业化创业团队,共获300万元专项资金扶持;2021年,团队又被认定为佛山市科技创新团队(青年拔尖人才),再得到500万元专项资金。

资金的支持解了企业缺乏基本研发条件的燃眉之急。 源心再生随之在佛山南海打造了超700㎡的研发实验室,并配置了200㎡的万级层流干细胞培养间,其洁净度达到GMP生产标准。

但缺人难题解决起来却没有那么容易。「干细胞治疗在全球都是一个正在探索中的领域,国内成熟人才很少。」林彬说,因此,企业在成立之初,就做好了自行培养人才的准备,2019年起,企业就从广佛等地高校招聘了一批生物学、药学等专业的毕业生,从零开始手把手培养。

另一方面,林彬招引了一批心脏再生医学、神经科学、遗传学、药理学及生物信息学领域的高端复合型专家加盟源心再生,包括国家自然「优青」获得者和国家卓越青年团队负责人等,为企业研发提供更多「智力」支撑。

与此同时,林彬积极与科研院校及医院合作,参与国家重点研发项目,撬动更多科研力量支持。 2019年9月,源心再生就与广东省心血管病中心达成战略合作,为其提供人源心肌细胞制备服务、研发人源心肌细胞芯片等。2020年,源心再生参与国家自然科学基金重点支持项目【面向心肌芯片的柔性传感/激励——3D支架供体制造基础研究】,2022年,企业又参加了「十四五」国家重点研发计划【功能化活性心肌组织增材制造】。

构建心血管疾病诊治版图

历经四年埋头研发,源心再生在人源心肌细胞技术领域已闯出一番天地。

「团队熬夜做实验通宵达旦已经是家常便饭。」林彬说,在成千上万次实验后, 围绕人源心肌细胞的制备、纯化、存储、应用,源心再生已布局28项专利,包括17项发明、8项实用新型、2项PCT和1项美国发明专利。

在此过程中, 源心再生收获了数个全球或全国首创。如世界上首次发现一种多肽在常氧、缺氧和活性氧(ROS)环境中具有抑制心肌细胞凋亡的作用,以此为基础开发了心肌细胞冻存保护液及保存方案;开发了一种能在短时间内大规模纯化hiPSC-CM的技术及培养液配方,成为我国人源心肌细胞纯化工艺领域唯一授权的发明专利,打破国外相关技术垄断等。

目前,源心再生已能够快速安全制备iPS干细胞系,并且实现人源心肌细胞的大规模生产,并且在更复杂、技术难度更大的三维可视化心肌芯片、心脏疾病模型构建上也取得了新进展。

在2021年亚洲心脏病学会年会上, 源心再生展示了与厦门大学、广东省人民医院等单位联合开发的3D心肌芯片。 这款基于iPS干细胞技术的3D心肌芯片,包含了活的心肌细胞,能够模仿真实心脏组织的结构和功能,可有效应用于心血管疾病模型测试和药物研发,大力促进心血管疾病个体化医疗的发展。 源心再生也成为国内首家使用不同类型人源心肌细胞进行药物心脏安全性评估的平台,以及首家使用人源心肌细胞心衰模型进行研发的公司。

不过,林彬的目标还远不止如此。

「人源心肌细胞不仅能助力心血管疾病诊断、检测和药物研发等,还可以通过细胞移植,直接治疗心脏疾病。 源心再生的下一步计划,就是研发治疗心脏疾病的新型细胞药物,打造诊断+检测+芯片+细胞药物四位一体的心血管疾病诊治版图。 」林彬说。

在动物模型中,研究人员已经尝试将干细胞移植到受损的心脏中,并观察到了一定程度的心脏功能改善。 目前,源心再生就有数个全球首创的细胞药物在研产品,包括治疗缺血性心力衰竭的细胞治疗液、心肌梗死后用于心脏保护的细胞治疗液、心肌补片等。

值得一提的是,目前源心再生正在进行A轮融资,本轮募集资金将用于强化研发丰富产品线,增强市场开拓能力以及完成一款细胞药物的临床前研究。

展望未来,林彬预测,随着我国人口老龄化的加剧,心血管疾病的诊疗需求已经形成一个巨大的市场,心脏再生医学技术的落地与应用将是引领该领域技术创新的一面旗帜,凭借创新性工作的不断积累,源心再生有信心在该赛道拔得头筹。

内容来源于21世纪经济报道/广东粤港澳大湾区研究院

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