幹細胞製造の自動化プラットフォームを開発するCellino社は本日、TechCrunch Disrupt 2021のStartup Battlefieldで発表を行い、AI技術、機械学習、ハードウェア、ソフトウェア、そしてもちろんレーザーも組み合わせた同社のシステムが、最終的に細胞治療へのアクセスを民主化する可能性について詳細に説明した。このシステムは、ヒト細胞の製造コストを削減すると同時に、収量を向上させることを目指している。
物理学、幹細胞生物学、機械学習などのバックグラウンドを持つチームによって設立されたCellinoは、再生医療業界で事業を展開しています。この分野は現在、革命的な変化の真っ只中にあり、遺伝子・細胞治療の新たな発展が、多くの主要な疾患の画期的な治療法につながる可能性があります。例えば、パーソナライズされたヒト網膜細胞を移植することで、失明の原因となる加齢黄斑変性症の進行を抑制または改善できる可能性があります。しかし、現在、このような細胞治療は、細胞生産プロセスの自動化やスケーラビリティと効率化が進んでいないため、ほとんどの人にとって手の届かないものとなっています。
むしろ、現在これらの臨床試験で使用されているヒト細胞は、主に科学者によって手作業で作製されています。科学者たちは細胞を観察し、長年の訓練と専門知識を駆使して、どの細胞が品質が低く除去する必要があるかを評価します。そして、不要な細胞をピペットの先端で削り取ります。ご想像のとおり、この工程は時間がかかり、得られる細胞もわずかです。この手作業では、ヒト移植に必要な最終的な品質保証試験に合格できる細胞は、わずか10%から20%程度しか得られません。
チェリーノ社は、より高品質な細胞をより多く生産するために、このプロセスの改善に取り組んでいます。今後3年間で、収率を少なくとも80%まで引き上げることを目標としています。
これを実現するために、Cellino のシステムは機械学習技術を使用して、生産プロセスにおける人間のすべてのステップを自動化します。
高品質な細胞と低品質な細胞を識別するために、同社は大規模な学習データセットを収集し、様々な要素に基づいて細胞の品質を判断するアルゴリズムを学習させています。これには、細胞の形態（細胞の意味、形状、サイズ、密度）が含まれます。また、蛍光ベースの表面マーカーを用いることで、細胞上のタンパク質の位置など、生産中の細胞株にとって重要な要素を特定することも可能です。
FDA が使用する標準的かつ広く認められた生物学的アッセイに基づいて識別を行うために機械学習と AI を使用することで、システムは人間による注釈やヒト細胞生産のプロセスに持ち込まれる変動性から解放される可能性があります。
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Cellinoのソフトウェアは、除去すべき低品質細胞を特定した後、レーザーを用いてそれらの細胞を標的とします。レーザーは細胞を死滅させるのに十分な大きさのキャビテーションバブルを発生させますが、熱が近くの細胞に拡散しないため、隣接する細胞に悪影響を与えることなく、非常に局所的に処理されます。これはまた、手作業による方法よりも高精度な技術です（Cellinoのシステムの解像度は5ミクロンですが、細胞のサイズは10～15ミクロンです）。これにより、毎分約5,000個の細胞を処理できるようになり、手作業による方法と比較して非常に効率的です。
こうした自動化と効率化により、細胞生産を外部委託する場合、臨床医が臨床試験を実施するために現在支払っている患者1人あたり約100万ドルのコストを、長期的に削減できる可能性があります。Cellinoは、このコストを長期的に数万ドルまで引き下げることを目指しています。
細胞生産の規模拡大により、個別化細胞療法は、幹細胞バンクに依存する他の治療法と比較して、より幅広い患者層に効果を発揮する可能性があります。幹細胞バンクは必ずしも遺伝的に多様なサンプルではないため、少数民族はこの分野の進歩から取り残されてしまいます。また、バンクに保管された細胞は自身のものではないため、拒絶反応を起こす可能性があるため、レシピエントは免疫抑制剤の服用が必要となります。
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レーザーの利用は、チェリーノ社の共同創業者兼CEOであるナビハ・サクラエン氏が考案したアイデアです。彼女はハーバード大学在学中に物理学の博士号取得中に細胞レーザー編集の発明で特許を取得しました。ジョージ・チャーチ氏やデビッド・スカデン氏といった著名な生物学者を含む共同研究者から、この技術をスタートアップ企業として立ち上げるよう奨励されました。
「すべての科学者が起業家になるわけではありません。私が起業家になれたのは、素晴らしいサポートネットワークに囲まれていたからです」と、サクラエン氏はスタートアップ業界への参入を促された経緯について語る。彼女はすぐに、レーザーを用いた細胞内送達技術の共同発明で長年共に研究を重ねてきた応用物理学者のマリナ・マドリッド氏を、もう一人の共同創業者として迎え入れた。スタートアップの成長に関するより多くのメンターシップを得るために、サクラエン氏はボストン地域のスタートアップ・エコシステムに目を向けた。
「スタートアップについては全く知りませんでした。会社を立ち上げる方法、技術を商業化する方法、機器を作る方法を知っている人たちと働きたいと思っていました。ボストンのエコシステムはまさにその点で素晴らしいものでした。ですから、最初の数週間でたくさんの人たちと繋がり始めました。バイオテクノロジー業界やハーバード・ビジネス・スクールに所属する人たちなら誰でもです」とサクラエンは説明する。
これがきっかけで、彼女は Cellino の共同設立者兼 CTO である Mattias Wagner 氏と出会うことになりました。Mattias Wagner 氏は、光学および計測機器分野で以前にも企業を立ち上げていました。
「こうして創設チームが結成されました。マリーナと私はプラットフォームの着想の源となったオリジナル技術の共同発明者であり、マティアスは半導体と光学機器分野で素晴らしい経験を積んでいたので、非常に補完的な関係でした」とサクラエンは語る。
Cellinoは2017年の創業以来、The EngineとKhosla Venturesが共同でリードし、Humboldt Fundと8VCも参加したラウンドで1,600万ドルのシード資金を調達してきた。
同社は現在、NIHと適合性試験で協力しています。現在、Cellinoは自社システムで幹細胞を作製し、NIHで作製された幹細胞と比較しています。これらの幹細胞は、網膜疾患の個別化細胞療法のために既にヒトで試験されています。Cellinoは将来、このシステムをパーキンソン病、筋疾患、皮膚移植などの分野に応用したいと考えています。
同社は、自社が構築しているものについてさらに詳しく共有し、新しい人材を見つけるために、TechCrunch Disrupt でプレゼンテーションを行いたいと考えていました。
「私にとって、細胞治療の民主化と産業化というアイデアについて話し合うことが重要なのです。このメッセージをぜひ発信したいのです。なぜなら、あらゆる細胞治療がすべての患者に届くようになるために、今後10年間で私たちが推進すべき動きだからです」とサクラエン氏は語る。
「チェリーノのアプローチは、ヒト細胞を自動製造するシステムを持っているという点で非常にユニークです。このシステムを使えば、国内だけでなく世界中のあらゆる人のために細胞を製造できるのです」と彼女は続ける。「市販の細胞や治療法を利用する細胞療法は数多くありますが、それらは特定の集団にしか効果がありません。アメリカが民族的に多様化するにつれ、すべての人にパーソナライズされたソリューションが必要になってきています。」
