毎週月曜日の朝、100人以上の人々が ジョバンニトラヴェルソ ボストンのブリガム・アンド・ウィメンズ病院の教室にて。全員に食事が用意され、1時間の交流の後、いよいよ授業が始まる。機械エンジニア、生物学者、獣医、医師。それぞれが自分の作品を持ち寄る。幹細胞の専門家が機械工学のプロジェクトについてコメントする。電気技師が薬物送達システムの欠陥に気づく。彼らは皆、同じ目的でここにいる。人体に薬を届ける新しい方法を発明するためだ。
LT4Eへようこそ トランスレーショナルエンジニアリング研究所、錠剤が胃の中で1週間星に変わる場所、イカにヒントを得たカプセルで針を使わずに薬を注入できる場所。もうごちゃごちゃしてしまいましたか？すみません、説明させてください。まずは冒頭で触れたジョヴァンニ・トラヴェルソについてですが、彼は誰ですか？
治療を止めなかった医師
ジョヴァンニ・トラヴェルソは49歳です。イギリスのケンブリッジで生まれ、ペルー、カナダ、そして再びイギリスで育ちました。父親はイタリア系ペルー人、母親はニカラグア人です。14歳の時、ペルーの政治的混乱から逃れるため、家族はカナダのトロントに移住しました。高校時代、必修科目を早期に修了した彼は、化学教師の勧めでトロント大学の遺伝学研究室に進学するプログラムに入学しました。 トロント小児病院.
そこで彼は午後を、7番染色体のマッピングとPCRなどの分子生物学技術の学習に費やしています。 ゲノミクスの黎明期、トラヴェルソは科学的プロセスに魅了される: 質問をし、実験を設計し、答えを見つけます。
彼はケンブリッジ大学で医学を学ぶことを決意したが、2年目に癌専門医の研究室で夏季インターンシップを行った。 バート・フォーゲルスタイン A ジョーンズ·ホプキンス大学この研究にすっかり魅了されたトラヴェルソは、ヴォーゲルスタイン博士に博士課程への進学を打診した。トラヴェルソはこれを受け入れ、医学の勉強を一時中断してボルチモアへ移った。博士課程在学中、彼は便検体中の大腸がんの変異を同定する方法を開発した。 この技術は後にExact Sciencesによってライセンス供与された。 コロガード試験に現在使用されています。2003年には、その研究によりTR35リストに掲載されました。 マサチューセッツ工科大学（MIT）世界で最も将来有望な35歳未満のイノベーター35人の1人です。
博士号取得後、彼はケンブリッジ大学に戻り医学部を卒業し、その後イギリスで3年間の臨床実習を終えました。しかし、それだけでは十分ではありませんでした。 2007で 内科の研修医として勤務を開始 ブリガムと女性病院 ボストンのドアをノックし、同時に ロバート・ランガーMIT教授であり、医療分野への材料工学応用の先駆者であるトラヴェルソ氏。化学工学のバックグラウンドはないが、臨床的知見と材料科学を融合させることの価値を見出している。ランガー氏は彼をポスドクとして歓迎する。 その瞬間から、トラヴェルソは二つの並行した軌道上で動き続けることをやめなかった。患者を診察する医師、装置を発明するエンジニア。
スタートアップのように機能する研究所（ただしアカデミー）
今日は ジョバンニトラヴェルソ MITの機械工学准教授であり、 ブリガムと女性病院、準会員 ブロード研究所そして、前述のように、 トランスレーショナルエンジニアリング研究所 （L4TE）MIT、ブリガム・ブロード研究所、コッホ研究所、そしてMITの最先端技術インキュベーターであるThe Engineに所属する100名以上のメンバーで構成されるグループです。このラボは、製造、バイオアナリティクス、そして専任チームと社内獣医師による生体内試験といった専門分野の「テーマ」に基づいて構成されています。 研究者は、実験室のエコシステムを離れることなく、生物学的製剤から機械設計に移行できます。プロトタイプを動物でテストする必要がある場合、獣医師がそこにいます。FDAの承認を得る方法を考える必要がある場合も、助けてくれる人がいます。すべてが同じ共同作業スペースにあります。
この体制により、別々のチーム間で何ヶ月も待つ必要がなくなります。多くの学術研究室では、初期の発見はプロトタイプとして開発され、その後、他のグループ（時には産業界、時には臨床現場）に引き継がれ、高度な試験と商業化が行われます。 ジョヴァンニ・トラヴェルソの研究室では、これらのステップは単一の連続フローに圧縮されている。発明、試作、試験、反復、そして臨床フィードバックは、単一の学際的なチームによって行われます。エンジニアは医師と、材料科学者は微生物学者と肩を並べています。
研究者は、ある日の午前中に獣医師と動物実験について話し合い、午後は機械設計の改良に費やし、夕方には規制の専門家との会議を終えるといった具合です。
「この研究室では、何かを学びたいと思ったら、何でも学べます」と彼は言う。 トロイ・ジリアン・カングループの科学者の一人であるトラヴェルソ氏。チームの文化は相互信頼の上に築かれています。トラヴェルソ氏はチームメンバー全員の名前を覚えており、2～3週間ごとに個別ミーティングを予定しています。複数の拠点にまたがるこの規模の研究室では、これほど個人的な配慮は稀です。
イカをモチーフにしたカプセルと星型の錠剤
ジョバンニ・トラヴェルソ氏のグループは、ほとんど空想的に聞こえる一連の技術を開発しましたが、それらはすでに高度な臨床段階にあります。 たとえば星型のカプセル。 通常の錠剤のように飲み込まれ、胃に到達し、星型の構造に開いて胃組織に固定されます。数日から数週間かけて薬剤を徐々に放出し、その後溶解して自然に排出されます。この技術の改良版には、 リスペリドン 統合失調症の治療のため、 フェーズ3の臨床試験を良好な結果で完了しました。 それは 最初の長期作用型経口療法 この病状に対して。
次に、 頭足動物からインスピレーションを得たカプセル。 イカやタコは、外套腔に水を満たし、サイフォンを通して急速に排出することで移動します。トラヴェルソと彼のチームは、同じ原理を利用して 薬剤を噴射するカプセル 消化管の壁に直接刺入。針は使用せず、圧力を制御するだけです。 カプセルは胃をそのまま通過し、腸で溶解し、圧縮二酸化炭素またはコイルバネを使用して必要な推進力を発生させて薬剤を放出します。動物実験では、この技術はインスリンとGLP-1受容体作動薬を投与した。 皮下注射と同じ効果があります。 このシステムは、RNA療法、ワクチン、肥満や糖尿病の治療にも応用できる可能性がある。
研究室のもう一つの発明は 胃の中に数ヶ月間留まり、内部温度を継続的に監視するカプセル人は食べたり飲んだりするたびに体温がわずかに変化します。 こうした微細な変化を測定することで、カプセルは外部デバイスや自己申告では不可能な精度で食事パターンを記録します。. ジェームズ・マクレートラヴェルソ博士課程在学中にこの技術を開発した氏は、この技術が、 オゼンプ語 GLP-1療法をはじめとする他のGLP-1療法は、摂食行動を変化させます。プロジェクト開始初日から、マクレー氏は外部の企業や規制コンサルタントと連携し、将来の臨床試験に向けた準備を進めました。
11のスタートアップと患者への執着
ジョバンニトラヴェルソ 彼は11社以上のバイオテクノロジー系スタートアップ企業の共同設立者です 発明を研究室の外に持ち出すこと。医療従事者向けのより持続可能な個人用防護具の開発など、世界的な健康課題に取り組むものもあれば、HIV、統合失調症、糖尿病など、継続的な投与を必要とする慢性疾患に焦点を当てたものもあります。
リンドラセラピューティクス2015年にロバート・ランガー氏らと設立された同社は、3億500万ドル以上を調達し、統合失調症に対する週1回の薬の臨床試験を行っている。 バイオサウンド 消化管内での治療の超高速送達技術に取り組んでいます。 セレロシステムズ オピオイドの過剰摂取を検出するための摂取可能なデバイスを開発します。 ヴィヴテックス 経口薬物送達システムを扱っています。 シンティスバイオ2022年に設立された同社は、胃やその他の臓器をコーティングして、薬剤の吸収方法や活性化するホルモンを変化させる経口ポリマーの開発に取り組んでいる。
しかしトラヴェルソ氏は、これらの企業を学術界のスピンオフとは考えていません。彼はそれらを自身の研究室の研究の自然な延長線上にあると考えています。「私たちの研究は、まさに連続体なのです」と彼は言います。 プロジェクトは子供のようなものです。生まれ、育てられ、そして最終的には成長して人々を助けるために世界に送り出されます。. マットマーフィー研究所の主要な製造スペースの一つを管理する機械エンジニアの氏は、「ここで4年間働き、博士号レベルの経験を積んだ」と語る。彼は現在、トラヴェルソ氏のポスドク研究員の一人と共にスタートアップ企業を立ち上げる準備をしている。
うまく失敗し、早く失敗し、前進する
トラヴェルソ氏の哲学はシンプルだ。「うまく失敗し、早く失敗し、そして前進する」。「私がこれまで手がけてきたことのほとんどは失敗でした」と彼は言う。「しかし、失敗をどう定義するかによって状況は変わってきます。」 仮説が期待通りに機能しなくても、プロセス自体には価値があります。だからこそ彼は、行き詰まりはキャリアの終わりではなく、次の課題をよりうまく乗り越えるための機会に過ぎないことを理解しており、学生やポスドクに大規模で不確実な問題に取り組むよう奨励しているのです。
ジェームズ・マクレー マクレーは、2、3年かけて開発を進めていた主要プログラムが、スポンサーの優先順位変更に伴い突然方向転換した時のことを思い出す。チームは人体への安全性試験用のデバイスを準備していたが、突然その目標は見失ってしまった。トラヴェルソは、すべてを棚上げするのではなく、チームに「もう少し創造性を発揮して」新たな方向性を模索するよう促した。この変化が、マクレーが自律型薬物送達システムに取り組むきっかけとなった。患者は胃の中で相互作用する2つのカプセルを飲み込む。1つのセンサーカプセルが異常な信号を検知すると、もう1つのカプセルに薬剤を放出するよう指示する。
「彼は時間を無駄にしないことに重点を置いているとよく言っています」と彼女は言う。 キンバリー・ビッグス研究室のポスドクであるトラヴェルソは、「時間は取り戻せない。取っておいて後で使うこともできない。」と語る。物事がうまくいかない時、トラヴェルソは学生たちに、なぜうまくいかなかったのかを問いただす。生物学？材料科学？力学？彼は改善にこだわる。
ビッグスは、 ゲイツ財団新生児と女性の健康のための治療用細菌を安定化させ、冷蔵保存なしでも効果を維持できるようにする。生化学を専門とする彼女は、研究室に加わるまでデバイスの開発に携わった経験はなかったが、機械製造チームと緊密に協力し、細菌性膣炎や再発性尿路感染症などの症状に対する治療用細菌を、時間をかけて放出する膣内リングに組み込んだ。
ジョヴァンニ・トラヴェルソ、あるいは成功の尺度は複雑さではなく、有効性である
トラヴェルソは現在も臨床診療を続けている。 ブリガムと女性病院年に数週間、消化器内科のコンサルテーションサービスに参加しています。患者さんとのつながりを維持することで、問題を具体的に把握し、研究室でどの問題に取り組むべきかを決めるのに役立ちます。
「私たちの前には多くの難問が待ち受けており、私は短期的に人々を助ける解決策がある分野に惹かれます」と彼は言う。トラヴェルソにとって、成功の尺度はエンジニアリングの複雑さではなく、結果の有効性にある。 目標は常に、どこにいてもそれを必要とする人々に効果のある治療を提供することです。.
最近の研究室プロジェクトは特に興味深いものでした。それはパスタに関するものでした。博士課程の学生が主導しました。 ジャック・チェンこのプロジェクトでは、生成AIを使用して新しいパスタの形状を設計します。シェイプシフター” はソースとの密着性に優れています。チェン氏と彼の協力者（エグゼクティブシェフから流体力学の専門家まで）は、より「本格的な」研究者たちと同じ厳密な分析手法をこの研究にも適用しています。
これは遊び心のある作品であると同時に、ラボの文化の縮図でもあります。ラボの文化は、根底から学際的で、境界を越えることを恐れず、たとえ失敗しても優れたアイデアはテストされる価値があるというトラヴェルソ氏の信念に根ざしています。
MITの講義では、 トランスレーショナルエンジニアリングジョヴァンニ・トラヴェルソ氏は、FDA、病院、スタートアップ企業の専門家を招き、医療技術を世界に広める上での課題について議論します。「彼は自身のネットワークを私たちと共有してくれました」と、研究室で働きながらこのコースを受講したマーフィー氏は言います。「今、スタートアップを立ち上げようとしているので、これらの人たちに連絡を取ることができます。」研究室の文化は非常に協力的で、誰もが互いに教え合おうとします。「自分の知識が限られている分野で課題に直面しても、研究室には同じバックグラウンドを持つ人が必ずいて、喜んで助けてくれるでしょう。」
「私が関わってきたことのほとんどは失敗だったと言えるでしょう」とトラヴェルソは繰り返す。「でも、失敗をどう定義するかによって結果は変わってくると思います。」 失敗は終わりではなく、単なる情報に過ぎない.
そして、トランスレーショナル エンジニアリング研究所では、未来の礎がすでに整っています。つまり、情報は最も重要な通貨なのです。
