Multiplier les laboratoires
La précision à grande échelle : comment Universal Robots réécrit les règles de la thérapie cellulaire
En bref
Multiply Labs, s'appuyant sur des cobots UR, a développé un cluster robotique révolutionnaire qui transforme fondamentalement la fabrication de thérapies cellulaires et géniques vitales. La solution Multiply Labs permet une réduction stupéfiante des coûts de 74 % et permet jusqu'à 100 fois plus de doses aux patients par pied carré de salle blanche. Cette efficacité est obtenue tout en améliorant considérablement la qualité, la répétabilité et la stérilité par rapport aux processus manuels traditionnels. Multiply Labs a choisi Universal Robots en raison de ses performances humaines, de ses capacités cruciales sur six axes, de son mode force inégalé pour une manipulation délicate, de son intégration logicielle transparente, de son soutien communautaire robuste et de sa compatibilité avec les salles blanches.
Le défi artisanal : un goulot d'étranglement pour les traitements vitaux
Pendant des années, la production de thérapies cellulaires et géniques personnalisées - des traitements dérivés des propres cellules d'un patient pour lutter contre des maladies comme les cancers du sang comme le lymphome et la leucémie - a été « étonnamment manuelle, presque artisanale », explique Fred Parietti, co-fondateur et PDG de Multiply Labs. « Les scientifiques experts effectuent des centaines de tâches à la main, du pipetage aux secousses des cellules. « Contrairement aux médicaments produits en série, ces traitements sont personnalisés pour chaque patient et coûtent souvent entre 300 000 $ et 2 millions de dollars par dose.
Fondamentalement, toute contamination microbienne rend l'ensemble du produit inutilisable, car il ne peut pas être stérilisé sans tuer les cellules thérapeutiques. Compte tenu du coût élevé de chaque dose, tout échec de fabrication est coûteux. « Il n'est absolument pas évolutif d'atteindre le nombre de patients qui ont besoin de ces médicaments. Nous avons rapidement réalisé que les robots pouvaient vraiment aider ici », explique Parietti.
Raumland GmbH
Industrie Medical and Cosmetics
Pays USA
Nombre d'employés 40
Cobot utilisé UR12e
Solution Multiply Labs robotic cluster
Facteurs clés de valeur :
Jusqu'à 74 %de réduction des coûts de fabrication. 100 fois plus de doses aux patients par pied carré de salle blanche Écart type réduit et limites d'erreur plus strictes que les opérateurs humains, avec une précision inférieure au millimètre Élimination de la contamination d'origine humaine Capacité à reproduire les processus manuels existants et approuvés pour éviter des processus de réapprobation coûteux.
Tâches résolues par des robots collaboratifs :
Pipetage et secouage des cellules. Croissance et alimentation des lymphocytes T humains. Manipulation d'instruments, de consommables et de cassettes. Effectuer les manipulations complexes requises pour les processus de thérapie cellulaire.
Défis d'automatisation résolus :
Méthodes de production pharmaceutique inefficaces, manuelles et « artisanales ». Manque d'évolutivité pour les médicaments personnalisés. Risque élevé de contamination et de perte de produit en raison d'une erreur humaine. Contraintes liées à l'espace coûteux de la salle blanche et à la faible densité des opérations manuelles. Obstacles réglementaires associés à des modifications importantes des processus de fabrication approuvés.
Comment ils l'ont fait
74 %de réduction des coûts et jusqu'à 100 fois plus de doses
La solution de Multiply Labs est un cluster robotique modulaire comprenant plusieurs bras robotiques universels travaillant en parallèle, empilés du sol au plafond avec évitement de collision, conçus pour reproduire fidèlement les processus manuels existants.
L'efficacité de cette approche robotique a été rigoureusement validée dans des études évaluées par des pairs avec des institutions de premier plan comme l'UCSF et Stanford (des liens vers ces études se trouvent à la fin de la page). « Lorsque nous avons comparé un processus de fabrication manuelle traditionnel pour ces thérapies cellulaires à un processus robotisé faisant exactement le même processus, nous avons constaté une réduction des coûts d'environ 74 % », explique Jonathan Esensten, MD, Ph.D. et directeur du centre de biothérapie avancée du Sheba Medical Center (ancien médecin-chercheur à l'UCSF). Il a qualifié les résultats de « bond en avant » en termes de capacité à fabriquer ces médicaments à moindre coût et dans un espace plus petit.
En éliminant le besoin d'implication humaine et en permettant l'empilement des instruments, les robots surmontent également les contraintes spatiales qui limitent les opérations manuelles. « Selon nos estimations, nous administrons jusqu'à 100 fois plus de doses aux patients par pied carré de salle blanche », explique Parietti.
Contamination éliminée
Au-delà du coût et de l'empreinte, le système robotique réduit considérablement la variation des paramètres clés du processus, atteignant des limites d'erreur beaucoup plus strictes que les opérateurs humains et une précision submillimétrique (0,1 mm). La stérilité est également considérablement améliorée. « Les robots ne respirent pas et ils ne touchent pas à des choses qu'ils ne sont pas censés toucher », explique Parietti. Une constatation confirmée dans la recherche révélant que si la contamination a été observée dans les processus manuels, « nous n'avons vu aucune contamination dans le processus robotique », confirme le Dr Esensten.
Imitation learning : l'avenir de l'automatisation évolutive
L'une des pierres angulaires de l'innovation de Multiply Labs est sa technologie « d'apprentissage par imitation ». Cette approche garantit que les robots ne dictent pas un nouveau processus, mais tirent plutôt des enseignements des démonstrations humaines d'experts. Multiply Labs demande aux sociétés pharmaceutiques avec lesquelles ils travaillent de filmer leurs scientifiques effectuant les tâches. Ces données sont fournies aux cobots, et les cobots apprennent à reproduire efficacement ce que les scientifiques faisaient dans le laboratoire. « Juste plus efficace, plus répétitif, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et en parallèle », explique Parietti. « Cette méthode permet à nos cobots d'auto-apprendre 100 nouvelles tâches. C'est la clé de la mise à l'échelle. »
Jonathan Esensten, Director, Advanced Biotherapy Center, Sheba Medical CenterLorsque nous avons comparé un processus de fabrication manuelle traditionnel pour ces thérapies cellulaires à un processus robotisé faisant exactement le même processus, nous avons constaté une réduction des coûts d'environ 74 %. C'est un bond en avant en termes de capacité à fabriquer ces médicaments à moindre coût, et dans un espace plus petit.
Conformité réglementaire simplifiée : économiser des décennies et des milliards
La capacité du système robotique à reproduire avec précision les méthodes manuelles établies offre un avantage essentiel pour la conformité réglementaire. Comme l'explique le Dr Esensten : « Si une société pharmaceutique a un produit approuvé, elle ne peut vraiment pas apporter de changements majeurs au processus de fabrication. En utilisant des robots pour exécuter fidèlement un processus déjà approuvé, les entreprises peuvent potentiellement « économiser des décennies et des milliards de dollars » en évitant la nécessité de réapprouver une méthode de fabrication entièrement nouvelle.
Pourquoi Universal Robots s'est démarqué : Performance et écosystème de type humain
Multiply Labs recherchait explicitement des robots collaboratifs pour leurs performances humaines. Après avoir évalué diverses options, Universal Robots s'est imposé comme « le grand gagnant », déclare Nadia Kreciglowa, responsable des logiciels de robotique chez Multiply Labs. Les manipulations complexes requises pour la thérapie cellulaire exigeaient plus que de simples robots SCARA à 3 axes, conduisant son équipe aux bras robotiques à 6 axes entièrement articulés d'UR. Multiply Labs les a en outre intégrés dans un système à 8 degrés de liberté avec des rails pour un mouvement plus large.
La détection de force et l'intégration de logiciels ont accéléré le développement
Un facteur essentiel a été la détection de force intégrée inégalée d'UR, qui imite la rétroaction tactile humaine. Cette caractéristique cruciale était essentielle pour la manipulation de composants délicats et coûteux sans rupture. « Cela nous a permis d'économiser des mois de temps de développement », se souvient Kreciglowa, qui souligne également l'intégration logicielle transparente d'UR avec diverses options de contrôle, y compris des interfaces Python étendues. Elle avait d'abord craint que la simple interface du pendentif enseignant ne soit limitante. « Mais nous avons découvert que UR offrait de nombreuses options différentes pour un contrôle robuste, avec une documentation riche et des tutoriels en ligne. «
La vaste communauté d'utilisateurs et l'écosystème UR se sont également révélés inestimables. « La compatibilité d'UR avec des outils externes tels que RoboDK, la simulation NVIDIA Isaac et les modèles d'IA, ainsi que les intégrations facilement disponibles pour les effecteurs finaux personnalisés, les capteurs de caméra et d'autres composants, constituaient un énorme avantage », déclare Parietti.
Améliorer l'accès mondial
Les clusters robotiques de Multiply Labs sont déjà déployés dans les installations des partenaires commerciaux. « Les grappes offrent des niveaux étonnants d'efficacité, de débit et de répétabilité », explique Parietti, décrivant les robots comme ayant des « performances surhumaines ». Selon le Dr Esensten, le cluster de Multiply Labs « changera vraiment la façon dont nous pensons à la fabrication de ces thérapies cellulaires et géniques personnalisées sur mesure pour les patients, améliorant ainsi l'accès des patients à l'échelle mondiale. »
Études
L'efficacité de cette approche robotique a été rigoureusement validée dans des études avec des institutions de premier plan comme UCSF et Stanford.
- *Développement d'un cluster robotique pour la fabrication automatisée et évolutive de thérapies cellulaires * (Lien ici)
- *Les performances robotiques sont comparables à celles des opérateurs humains pour les tâches de fabrication de thérapies cellulaires * (Lien ici)
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