Ginkgo har anställt en ny chef för Biopharma för att störa marknaden för gen- och cellterapier

Cell- och genterapi kan vara den mest efterlängtade uppfinningen under detta århundrade. För många människor kan dessa genombrott inte komma tillräckligt snabbt: cellterapier skulle kunna erbjuda hopp för människor med snabba framskridande cancer, bota genetiska sjukdomar som sicklecellanemi och eventuellt även behandla vanliga tillstånd som hjärtsjukdomar och diabetes. Men framstegen går långsamt och kostnaden för en enstaka behandling kan rinna upp till $ 3.5 miljoner, vilket gör dem otillgängliga för de flesta patienter. Jag pratade med Behzad Mahdavi, den nya chefen för Biopharma Manufacturing & Life Sciences Tools på Ginkgo Bioworks, som kommer att hålla ett föredrag kl. SynBioBeta 2023, Global Synthetic Biology Conference, för att förstå vad som behöver göras för att göra dessa livräddande terapier mer överkomliga.

Den traditionella läkemedelsutvecklingsmodellen är delvis skyldig till den höga prislappen. Branschen är hårt reglerad, så att implementera eventuella förändringar tar lång tid och kräver en hel del investeringar i förväg. Innovationer kan spara pengar i det långa loppet, men introduktion av ny teknik innebär vissa risker, och det är svårt att veta hur stor kostnadsfördel de kan ge. Det är därför de flesta läkemedelsföretag fokuserar på process- och verksamhetsförbättringar, vilket kan öka effektiviteten med 10-20 %. Men att göra cell- och genterapibehandlingar mer överkomliga kräver framsteg på biologisidan för att sänka priset i storleksordningar: "Förbättringar på tillverkningssidan ger bara marginella vinster", säger Mahdavi. "Vi måste komma tillbaka till biologin och få en bättre förståelse för hur det fungerar. Syntetisk biologi hjälper oss att göra det."

Ginkgo Bioworks har gjort sitt namn som en syntetisk biologiplattform som hjälper sina kunder att utveckla biobaserade produkter med hjälp av konstruerade organismer. Ginkgo har samarbetat med företag som täcker ett brett spektrum av marknader från smaker och dofter till matfärgämnen, odlade cannabinoider, hudvårdsingredienser, material, och mer. Men det syntetiska biologiföretaget vill inte begränsa sig till ingredienser. Ginkgo har utökat sin plattform till det stora bioterapeutiska utrymmet, därav Mahdavis utnämning. Mahdavi kommer till Ginkgo med en imponerande meritlista när det gäller att kommersialisera nya terapier. Senast var han VP of Global Open Innovation på Catalent Pharma Solutions och dessförinnan som VP of Strategic Innovation hos den schweiziska tillverkaren Lonza i nästan 14 år. Nu ser Mahdavi mycket potential att revolutionera branschen genom att kombinera biopharma och syntetisk biologi. ”Pharma har en etablerad modell – och den är bra på vad den gör. Men de verkliga förbättringarna ska göras på biologisidan, tror Mahdavi. "Detta kräver en bättre förståelse av biologi och metoder med högre genomströmning för cellteknik."

Ginkgos plattform är en fullstacklösning för terapeutisk cellteknik. Deras labbutrymmen i flera våningar – kallade ”gjuterier” – är Ginkgos biologiska fabriker utrustade med robotar och spjutspetsinstrument som möjliggör cellteknik med hög genomströmning. Detta innebär att Ginkgo kan screena hundratusentals celler och molekylära föreningar för att identifiera de mest lovande läkemedelskandidaterna som är också den mest kostnadseffektiva att producera i skala. Till exempel, i deras partnerskap med Aldevron kunde Ginkgo öka sin produktion med en faktor på 10 med hjälp av cellteknik och biologisk processförbättring. "Det betyder att om du vill bygga en anläggning [för den produkten], kan du bygga en anläggning som är 10 gånger mindre, bara genom att ha förbättringar inom biologin", säger Mahdavi.

Ginkgo har redan visat initial framgång med sin plattform. Under covid-19-pandemin skapade Ginkgo ett folkhälsoinitiativ, Concentric från Ginkgo, som tillhandahöll testtjänster för att hjälpa till att spåra nya infektionshotspots. På vaccinutvecklingssidan, Ginkgo arbetat med Moderna att snabbt upptäcka optimala processer för produktion av mRNA-vacciner. Utöver COVID-19 har Ginkgo nyligen tillkännagivit andra biopharma-partnerskap med Optiva, Selecta, och Merck, samt förvärv av Circularis, en proprietär plattform för RNA-screening.

Ett stort fokus i Mahdavis arbete är det potentiellt botande (och mycket lukrativa) området cell- och genterapi. En av de första cellterapierna som fick FDA-godkännande var CAR T-cellsterapier för leukemi, lymfom och myelom. I denna banbrytande behandling tas patientens immunceller från deras eget blod och förändras i labbet genom att lägga till en receptor som kan rikta in sig på och förstöra cancerceller. Detta kräver att man gör exakta genetiska förändringar i levande celler, vilket inte är så lätt. Det är därför CAR T-behandlingar i genomsnitt kostar mellan 700,000 och 1 miljoner dollar, och det mesta av kostnaden idag kommer från tillverkningen av dessa modifierade CAR T-celler. Vi har kommit långt i vår förmåga att konstruera celler. Ändå är cellulär arkitektur fortfarande en svart låda, vilket gör att bygga dessa nya modaliteter så utmanande.

För närvarande över 1,000 XNUMX kliniska prövningar av cell och genterapi registrerat hos ClinicalTrials.gov, men endast 14 har godkänts hittills. Majoriteten av dessa försök är fortfarande i fas 1 eller 2, vilket innebär att de fortfarande är långt ifrån kommersialisering. Med tanke på hur låg framgångsfrekvensen för FDA-godkännande pipeline är, kommer dessa potentiella botemedel sannolikt aldrig att nå marknaden. Det är därför det är så viktigt att investera i tidiga skeden för att upptäcka de bästa möjliga målen för att utveckla framgångsrika terapier: "Vi är fokuserade på att tillverka på ett optimalt sätt, men inte på att tillverka det mest optimala läkemedlet", säger Mahdavi. Syntetiska biologiverktyg och arbetsflöden är utformade för att hantera biologins komplexitet, vilket ökar chanserna till framgång när det gäller att utveckla cellbaserade terapier som fungerar.

Det har gjorts betydande framsteg inom högkapacitetsverktyg för att konstruera biologi som kan sänka kostnaden och tidslinjen för att utveckla nya cell- och genterapier. Ginkgo har visat att de kan bygga runt 10,000 XNUMX CAR T-cellsbibliotek och se vilka som är de mest lovande kandidaterna. Till exempel hittade de en undergrupp av celler som är mycket mer motståndskraftiga mot utmattning och som potentiellt kan användas för att utveckla behandlingar för solida tumörer. Att dra fördel av celltekniken med hög genomströmning i kombination med bioinformatik kan förbättra antalet skott på mål för varje nytt mål: "För tio år sedan var det en dröm att säga 'Jag ska titta på 10,000 1 CAR T-konstruktioner' , men idag är det inte ett hinder att titta på ens XNUMX miljon konstruktioner, säger Mahdavi.

För biofarmaföretag är denna typ av skala med hög genomströmning mycket svårare att uppnå utan att investera mycket i den senaste tekniken för att uppdatera hela sin FoU-infrastruktur. Detta är anledningen till att partnerskap med syntetiska biologiföretag som har den specifika expertis inom detta område kan ge betydande besparingar för biopharma. "I slutändan handlar det om hur du får den optimala produkten och optimala tillverkningsförhållanden på kortast tid - och detta är vad Ginkgo tillför biopharma", säger Behzad. Han föreställer sig att syntetisk biologi skulle kunna störa biopharmas läkemedelsutvecklingspipeline på ett systematiskt sätt och hjälpa människor att få livräddande terapier mycket snabbare.

Tack till Katia Tarasava för ytterligare forskning och rapportering om den här artikeln. Jag är grundaren av SynBioBeta, och några av företagen som jag skriver om, inklusive Ginkgo Bioworks, är sponsorer av SynBioBeta-konferens och veckans smälta.