Screening antiviraler pharmazeutischer Leitwirkstoffe gegen das Coronavirus (COVID-19 / SARS-CoV-2)

In der Inhalationstherapie werden pharmazeutische Präparate als Aerosole auf Zellen des Atemtraktes im Nasen- oder Lungenbereich appliziert. Zur präklinischen Entwicklung neuer Arzneimittel werden dafür oft kommerziell erhältliche, physiologisch relevante in vitro Zellkulturmodelle des Nasen-, Rachen- oder Lungenepithels verwendet. In jüngster Zeit wurden diese Modelle verfeinert, um SARS-CoV-2 Infektionen nachzuahmen.

Bei der Entwicklung  neuer Arzneimittel war es bisher üblich, die Zellkulturen ganz mit Zellkulturmedium zu bedecken und die zu testenden Wirkstoffe ins Zellkulturmedium zu geben. Dieses submerse Expositionsverfahren stellt allerdings eine unphysiologische Applikationsform dar, da die Substanzen mit dem Zellkulturmedium interagieren und die Zellen demnach eine andere Dosis und Formulierung erhalten können als ursprünglich geplant. Darüber hinaus produzieren Lungenepithelzellen in submersen Kulturen keine Schutzschichten aus Schleim oder Surfaktanten, was ihre Vorhersagekraft für Patienten relativiert.

Somit kann das submerse Expositionsverfahren möglicherweise zu falschen Ergebnissen führen.

Das VITROCELL® Cloud System wurde für die Exposition von Zellen unter realistischen und physiologisch relevanten Bedingungen an der Luft/Flüssigkeits-Grenzfläche entwickelt. Im VITROCELL® Cloud System sind die Epithelzellen nicht mit einem Zellkulturmedium bedeckt, sondern der Luft ausgesetzt, was die Produktion von schützenden Lungensekreten stimuliert und die Realbedingungen in der Lunge nachahmt. Dadurch kann der neue pharmazeutische Leitwirkstoff in aerosolisierter Form direkt und unverändert auf die Zellen aufgebracht werden. Dies ermöglicht die Erforschung des Leitwirkstoffs unter Berücksichtigung des Einflusses der im Patienten vorhandenen Schleim-/Surfaktantbarriere.

Das VITROCELL® Cloud System wurde speziell für die effiziente, dosisgesteuerte und räumlich gleichmäßige Aufbringung flüssiger Aerosole auf Zellkulturen an der Luft/Flüssigkeits-Grenzfläche entwickelt. Dafür wird ein klinisch relevanter Vernebler verwendet und das Aerosol wird – genau wie in der Klinik – innerhalb von ca. 3–4 Minuten, aufgebracht.

Das VITROCELL® Cloud System ebnet neue Wege für das Screening inhalierbarer pharmazeutischer Leitwirkstoffe unter physiologisch relevanteren und damit potenziell zuverlässigeren Vorhersagebedingungen als bei den derzeit zumeist verwendeten submersen Zellkultursystemen.

Solche prädiktiven in vitro Tests können den zeitaufwendigen präklinischen und klinischen Testungsprozess beschleunigen, was ein wichtiger Aspekt bei der dringenden Suche nach der Entwicklung sicherer und effizienter Medikamente gegen COVID-19 ist.

Photo 1:  VITROCELL® Cloud 12 zur Aufbringung flüssiger Aerosole auf Zellkulturen an der Luft/Flüssigkeits-Grenzfläche

Bild 2: Exposition von Zellkulturmodellen des Nasen-, Rachen- oder Lungenepithels an der Luft/Flüssigkeits-Grenzfläche

Bild 3: Funktionsprinzip des VITROCELL® Cloud Systems

Über die VITROCELL Systems GmbH

Advanced in vitro exposure systems

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