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源心再生|留美博士後歸國四年攻克數項心肌細胞方向核心技術

2024-01-13科學

來源 | 21世紀經濟報道/廣東粵港澳大灣區研究院

作者 | 高慧超、林杭、區妍

讓受損不可再生的心肌細胞得到修復乃至重獲新生,這個看似不可能的事,隨著幹細胞技術及再生醫學的發展,有望在不久的將來成為現實。

心血管疾病是人類健康的第一大殺手。【中國心血管健康與疾病報告(2022)】顯示,城鄉居民疾病死亡構成比中,心血管病斷層第一,死因占比分別高達45.86%和48.00%。

由於幹細胞具有強大的修復、再生和個人化治療功能, 在全球範圍內,幹細胞技術正成為心血管疾病治療的重要研究方向和熱點。 在這個前沿領域,各國正在進行激烈的科研角逐。

2019年,在紐約大學醫學院Leon H.Charney心臟科進行博士後研究的林彬放棄百萬年薪回國,創辦了廣東源心再生醫學有限公司(下稱「源心再生」),致力開發幹細胞技術在心腦血管疾病臨床治療和藥物研發中的套用,想要圓自己的 「心臟再生夢」。

成立僅四年,源心再生就已參與兩項心肌細胞方向的國家級專案 ,手握數項全國或全球首創的關鍵核心技術,能夠快速安全制備iPS幹細胞系,並且實作人源心肌細胞的大規模生產,成為國內首家使用不同類別人源心肌細胞進行藥物心臟安全性評估的平台。

然而,林彬的創業之路走得並不順暢,一回國面對的是缺錢、缺人、缺器材的「三缺局面」。從零起步,源心再生是如何開啟發展局面的?其發明創造對中國心血管疾病的診斷與治療又有何幫助?日前,南方財經全媒體記者專訪了林彬。

從零起步攻堅人源心肌細胞制備

缺乏用於藥物研究、驗證和篩選的有效模型是心血管藥物研發難的主要原因之一。

心肌細胞不可再生,因此從人體提取心肌細胞用於體外模型構建不可行,必須體外制備人源心肌細胞。人源心肌細胞可透過誘導多能幹細胞(iPSC)高效分化、純化獲得,具備經典的心肌細胞電生理活性,是疾病診斷、藥物篩選、細胞治療等的理想工具。

「由於長期缺乏人源心肌細胞、三維心肌組織、各種心臟疾病細胞模型以及整合三維培養、成熟訓練、能夠進行活體即時檢測的硬件器材,對全球心臟藥物研發及治療造成了巨大阻礙。」林彬說。

為推動相關技術發展, 2019年,在紐約大學醫學院Leon H.Charney心臟科進行博士後研究的林彬毅然回國,攻堅人源心肌細胞、三維心肌組織等的制備、純化、儲存、套用,開啟「艱苦」的創業之旅。

由於創業領域十分前沿,剛回國的林彬一開始面對的是一個缺錢、缺人、缺器材的「三缺局面」,偏偏其創業賽道還十分「燒錢」。制備人源心肌細胞、3D心肌芯片等需要采購流式細胞儀、細胞培養系統等眾多昂貴器材,聘請碩博士等高層次人才日以繼夜地進行實驗,且研發周期數以年計。

為了讓企業「活起來」,林彬先是拉來了老朋友作為天使投資人,投入了上千萬元的啟動資金,然後開始 積極參加各類創新創業活動,爭取政府科研資金支持。

2020年,源心再生被認定為南海區「藍海人才計劃」創新創業團隊和佛山高新區高技術產業化創業團隊,共獲300萬元專項資金扶持;2021年,團隊又被認定為佛山市科技創新團隊(青年拔尖人才),再得到500萬元專項資金。

資金的支持解了企業缺乏基本研發條件的燃眉之急。 源心再生隨之在佛山南海打造了超700㎡的研發實驗室,並配置了200㎡的萬級層流幹細胞培養間,其潔凈度達到GMP生產標準。

但缺人難題解決起來卻沒有那麽容易。「幹細胞治療在全球都是一個正在探索中的領域,國內成熟人才很少。」林彬說,因此,企業在成立之初,就做好了自行培養人才的準備,2019年起,企業就從廣佛等地高校招聘了一批生物學、藥學等專業的畢業生,從零開始手把手培養。

另一方面,林彬招引了一批心臟再生醫學、神經科學、遺傳學、藥理學及生物資訊學領域的高端復合型專家加盟源心再生,包括國家自然「優青」獲得者和國家卓越青年團隊負責人等,為企業研發提供更多「智力」支撐。

與此同時,林彬積極與科研院校及醫院合作,參與國家重點研發專案,撬動更多科研力量支持。 2019年9月,源心再生就與廣東省心血管病中心達成戰略合作,為其提供人源心肌細胞制備服務、研發人源心肌細胞芯片等。2020年,源心再生參與國家自然科學基金重點支持專案【面向心肌芯片的柔性傳感/激勵——3D支架供體制造基礎研究】,2022年,企業又參加了「十四五」國家重點研發計劃【功能化活性心肌組織增材制造】。

構建心血管疾病診治版圖

歷經四年埋頭研發,源心再生在人源心肌細胞技術領域已闖出一番天地。

「團隊熬夜做實驗通宵達旦已經是家常便飯。」林彬說,在成千上萬次實驗後, 圍繞人源心肌細胞的制備、純化、儲存、套用,源心再生已布局28項專利,包括17項發明、8項實用新型、2項PCT和1項美國發明專利。

在此過程中, 源心再生收獲了數個全球或全國首創。如世界上首次發現一種多肽在常氧、缺氧和活性氧(ROS)環境中具有抑制心肌細胞雕亡的作用,以此為基礎開發了心肌細胞凍存保護液及保存方案;開發了一種能在短時間內大規模純化hiPSC-CM的技術及培養液配方,成為中國人源心肌細胞純化工藝領域唯一授權的發明專利,打破國外相關技術壟斷等。

目前,源心再生已能夠快速安全制備iPS幹細胞系,並且實作人源心肌細胞的大規模生產,並且在更復雜、技術難度更大的三維視覺化心肌芯片、心臟疾病模型構建上也取得了新進展。

在2021年亞洲心臟病學會年會上, 源心再生展示了與廈門大學、廣東省人民醫院等單位聯合開發的3D心肌芯片。 這款基於iPS幹細胞技術的3D心肌芯片,包含了活的心肌細胞,能夠模仿真實心臟組織的結構和功能,可有效套用於心血管疾病模型測試和藥物研發,大力促進心血管疾病個體化醫療的發展。 源心再生也成為國內首家使用不同類別人源心肌細胞進行藥物心臟安全性評估的平台,以及首家使用人源心肌細胞心衰模型進行研發的公司。

不過,林彬的目標還遠不止如此。

「人源心肌細胞不僅能助力心血管疾病診斷、檢測和藥物研發等,還可以透過細胞移植,直接治療心臟疾病。 源心再生的下一步計劃,就是研發治療心臟疾病的新型細胞藥物,打造診斷+檢測+芯片+細胞藥物四位一體的心血管疾病診治版圖。 」林彬說。

在動物模型中,研究人員已經嘗試將幹細胞移植到受損的心臟中,並觀察到了一定程度的心臟功能改善。 目前,源心再生就有數個全球首創的細胞藥物在研產品,包括治療缺血性心力衰竭的細胞治療液、心肌梗死後用於心臟保護的細胞治療液、心肌補片等。

值得一提的是,目前源心再生正在進行A輪融資,本輪募集資金將用於強化研發豐富產品線,增強市場開拓能力以及完成一款細胞藥物的臨床前研究。

展望未來,林彬預測,隨著中國人口老齡化的加劇,心血管疾病的診療需求已經形成一個巨大的市場,心臟再生醫學技術的落地與套用將是引領該領域技術創新的一面旗幟,憑借創新性工作的不斷積累,源心再生有信心在該賽道拔得頭籌。

內容來源於21世紀經濟報道/廣東粵港澳大灣區研究院

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