Wyss-Institut an der Harvard-Universität gründet SPEAR Bio
Spear Bio arbeitet auf die Kommerzialisierung seines ersten Tests hin, der den Gehalt an SARS-CoV-2-neutralisierenden Antikörpern in Trockenblutproben genau bestimmt
Das Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University und Spear Bio, Inc. gaben bekannt, dass die auf DNA-Nanotechnologie basierende, ultrasensitive SPEAR-Protein-Detektionstechnologie des Instituts an das neu gegründete Startup mit Sitz in Boston lizenziert worden ist. Spear Bio hat einen weltweiten, exklusiven Lizenzvertrag mit dem Harvard Office of Technnology Development (OTD) unterzeichnet, der SPEAR Bio die Rechte zur Vermarktung der SPEAR-Protein-Nachweistechnologie einräumt. SPEAR Bio wird eine reagenzienbasierte Plattform für den ultrasensitiven Proteinnachweis in kleinvolumigen Proben entwickeln, wobei der Schwerpunkt zunächst auf reinen Forschungsanwendungen liegen wird.
Symbolbild
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Die SPEAR-Technologie, die in der Gruppe von Dr. Peng Yin, Mitglied der Wyss Core Faculty, entwickelt wurde, ermöglicht den ultrasensitiven Nachweis von Proteinen in kleinen Patientenproben, wie z.B. einem Blutstropfen aus einem Fingerstich, getrockneten Blutflecken und anderen Bioflüssigkeiten, die mit Hilfe von Mikro-Probenahmeverfahren gewonnen wurden, und nutzt dabei die vorhandene Laborausrüstung, einschließlich der inzwischen allgegenwärtigen qPCR-Geräte. Spear Bio plant, die SPEAR-Technologie zu nutzen, um eine breiter einsetzbare Plattform für den Nachweis von Proteinen zu entwickeln, und wird sich zunächst auf die Vermarktung eines hochempfindlichen Tests konzentrieren, mit dem die Menge an neutralisierenden Antikörpern (NAbs) gegen SARS-CoV-2 genau gemessen werden kann.
Die Bildung und der Gehalt von NAbs sind ein wichtiger Maßstab für das Verständnis der schützenden Immunität und der Wirksamkeit von Impfstoffen, und Tests zum Nachweis von NAbs gegen SARS-CoV-2 werden von den Centers for Disease Control sowie von Impfstoff- und Arzneimittelentwicklern eingesetzt, um die Anfälligkeit von Personen für infektiöse Erreger wie COVID-19 zu bestimmen. Die Fähigkeit, diese Erreger in kleinen, leicht zu beschaffenden Patientenproben empfindlich und genau zu quantifizieren, könnte die Tiefe und den Durchsatz solcher Studien erheblich steigern und verschiedene Arten künftiger Forschungs- und Diagnosetests ermöglichen.
"Die Erfindung von SPEAR wurde durch wichtige Fortschritte in der DNA-Nanotechnologie ermöglicht, die wir am Wyss-Institut im Laufe der Jahre erzielt haben, darunter die vorgeschriebene und signalabhängige Synthese lesbarer DNA-Sequenzen", sagte Dr. Peng Yin, Leiter der Molecular Robotics Initiative des Wyss-Instituts und Professor für Systembiologie an der Harvard Medical School (HMS). "Die Detektionsplattform, die Feng Xuan gebaut und dann zusammen mit anderen Labormitgliedern erheblich verbessert hat, hat nun ein erhebliches Potenzial für die Entwicklung von Immunoassay-Produkten für die klinische Forschung und die In-vitro-Diagnostik in naher Zukunft." Yin, der Spear Bio mitbegründet hat, war zuvor Mitbegründer anderer Start-ups, darunter Ultivue Inc, NuProbe Global, Torus Biosystems Inc, 3EO Health und Digital Biology, Inc, die die in seinem Labor am Wyss-Institut entwickelten Technologien nutzen.
Feng Xuan, Ph.D., war Postdoctoral Fellow in Yins Team, wurde Mitbegründer von SPEAR Bio und ist jetzt CTO des Unternehmens. Während der Entwicklung der Technologie arbeitete er mit den Miterfindern Cherry (Tsz Wing) Fan, Ph.D., und Yu Wang, Ph.D., und anderen Mitgliedern der Gruppe zusammen. Wang ist jetzt der amtierende Leiter der Anwendungsentwicklung von SPEAR Bio.
Bei SPEAR, was für "Successive Proximity Extension Amplification Reaction" steht, können winzige Mengen von Proteinen, einschließlich NAbs, über zielbindende Sonden nachgewiesen werden, die an verschiedene, aber nahe gelegene Stellen in der Struktur eines Proteins binden. Dieses proximale Doppel-Tagging-Ereignis ermöglicht es den beiden Sonden, sich "die Hand zu geben", wobei ihre Interaktion eine speziell entwickelte, aufeinanderfolgende Verlängerungsreaktion und die Synthese einer einzigartigen DNA-Sequenz auslöst, die dann mit Standard-QPCR-Instrumenten amplifiziert und quantifiziert werden kann. Wichtig ist, dass in Abwesenheit von Detektionszielen die Interaktion zwischen frei schwimmenden Sonden nicht die Synthese der vollständigen DNA-Sequenz ermöglicht, wodurch der Hintergrund im Vergleich zu herkömmlichen, auf Nähe basierenden Assays deutlich reduziert wird. SPEAR ist anderen Proteindetektionsassays durch die Kombination von extremer Empfindlichkeit, waschfreiem Arbeitsablauf und Funktionalität über einen großen Bereich von Zielproteingehalten (dynamischer Bereich) mit der Fähigkeit, in Probenmengen von nur 1 uL voll wirksam zu sein, überlegen. Die Technologie wurde mit Hilfe der Wyss Translation Engine risikoarm gemacht, indem sie zunächst den Status eines Validierungsprojekts und dann den eines Institutsprojekts erhielt, das die Entwicklung hochwertiger Technologien mit hohem Potenzial für den Markterfolg unterstützen soll.
"Die extreme Empfindlichkeit von SPEAR bei sehr kleinen Probenvolumina und die Tatsache, dass es mit herkömmlichen quantitativen PCR-Geräten ausgelesen werden kann, bieten ein einzigartiges Potenzial für die Entwicklung von In-vitro-Diagnostika auf der Basis von Mikroproben, die die akademische und klinische Forschung in verschiedenen Krankheitsbereichen verändern können", sagte Xuan.
Spear Bio wendet den Assay derzeit zur Quantifizierung von SARS-CoV-2 NAb in getrockneten Blutproben an und will damit die COVID-19-Krankheits- und Impfstoffforschung erleichtern. Über diese erste Anwendung hinaus plant das Unternehmen, den Assay für die Entwicklung weiterer Forschungs- und Diagnoseanwendungen zu nutzen, die den ultrasensitiven und quantitativen Nachweis von Proteinbiomarkern in kleinen Proben erfordern. "Die einzigartigen Fähigkeiten von SPEAR geben uns ein klares Wertversprechen für den Markteintritt", sagte Oliver Tassinari, Sr. Direktor für Geschäftsentwicklung bei SPEAR Bio. "Wir konzentrieren uns jetzt darauf, die außergewöhnliche technische Leistung der Assay-Technologie in eine zufriedenstellende Kundenerfahrung zu übersetzen, um Probleme in Forschung und Diagnostik zu lösen."
Harvard gewährte SPEAR Bio zunächst einen nicht-exklusiven, zeitlich begrenzten Zugang zu dieser Technologie in Übereinstimmung mit der Verpflichtung der Universität zum COVID-19 Technology Access Framework. Das Rahmenwerk ermöglicht einen breiten Zugang zu neuen Technologien, um Anreize für schnelle Innovationen bei der Suche nach Lösungen zur Bekämpfung der Pandemie zu schaffen.
"Unsere Fähigkeit, immer kleinere Mengen von Biomolekülen in allen Molekülarten mit zunehmender Geschwindigkeit und Spezifität und in verschiedenen Umgebungen, einschließlich getrockneter Blutproben, nachzuweisen, eröffnet völlig neue Ansätze für die medizinische Diagnostik, die sowohl zu Hause als auch im Krankenhaus eingesetzt werden könnten. Die SPEAR-Protein-Detektionstechnologie von Wyss, die von der Gruppe von Peng Yin entwickelt wurde, ist auf diesem Gebiet führend und sollte in naher Zukunft dazu beitragen, den Schutz von Patienten nach einer Impfung oder Infektion während COVID-19 schnell klinisch zu beurteilen", sagte der Gründungsdirektor von Wyss, Donald Ingber, M.D., Dr. Donald Ingber, der auch Judah-Folkman-Professor für Gefäßbiologie an der Harvard Medical School und am Boston Children's Hospital sowie Hansjörg Wyss-Professor für Bioinspired Engineering an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences ist.
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