Establishment of a fully automatized microfluidic platform for the screening and characterization of novel Hepatitis B virus capsid assembly modulators

Abstract

El procés de descobriment de fàrmacs s'enfronta a importants desafiaments a causa de la constant disminució dels guanys per medicament atesa la disminució en les noves aprovacions de la FDA combinada amb el constant augment dels costos i el temps de desenvolupament. Les plataformes integrades de detecció usant microfluídica van sorgir com a possibles solucions per accelerar el desenvolupament de molècules actives i reduir els requisits de temps i costos. El projecte VIRO-FLOW té com a objectiu identificar nous agents curatius per al virus de l'hepatitis B (VHB), integrant els avantatges de la química de flux continu amb tecnologies de bioassaigs in vitro en microfluídica. Durant aquesta tesi es va construir un sistema microfluídic aplicant dispositius modulars automatitzats. Es van redactar protocols d'avaluació per a les dades de fluorescència i reflexió, permetent el càlcul del factor Z, les desviacions estàndard, les corbes de dilució i els valors de concentracions efectives mitjanes màximes (EC50). La proteïna central del VHB (HBc) es va seleccionar com a objectiu principal

El proceso de descubrimiento de fármacos se enfrenta a importantes desafíos debido a la constante disminución de las ganancias por medicamento dada la disminución en las nuevas aprobaciones de la FDA combinada con el constante aumento de los costes y el tiempo de desarrollo. Las plataformas integradas de detección usando microfluídica surgieron como posibles soluciones para acelerar el desarrollo de moléculas activas y reducir los requisitos de tiempo y costes. El proyecto VIRO-FLOW tiene como objetivo la identificación de nuevos agentes curativos para el virus de la hepatitis B (VHB), integrando las ventajas de la química de flujo continuo con tecnologías de bioensayos in vitro en microfluídica. Durante la presente tesis se construyó un sistema microfluídico aplicando dispositivos modulares automatizados. Se redactaron protocolos de evaluación para los datos de fluorescencia y reflexión, permitiendo el cálculo del factor Z, desviaciones estándar, curvas de dilución y valores de concentraciones efectivas medias máximas (EC50). La proteína central del VHB (HBc) se seleccionó como objetivo principal.

Drug Discovery as known today faces major challenges due to the constant decrease of earnings per drug given the decrease in new FDA approvements combined with the steadily rising development costs and time. Integrated microfluidic screening platforms emerged as possible solutions by accelerating the hit-to-lead development cycle and reducing time and cost requirements. The VIRO-FLOW project aims at the fast and efficient identification of novel curative agents for the Hepatitis B Virus (HBV), integrating the advantages of continuous flow chemistry with in vitro microfluidic bioassay technologies. During the present thesis a microfluidic system was built, applying automatized modular devices. Evaluation protocols were written for the fluorescence and reflection data, allowing the Z´-factor calculation, standard deviations, dilution curves, and half‐maximal effective concentrations (EC50) values. HBV core protein (HBc) was selected as primary target due to the ongoing demand for a functional cure to reduce the economic and social challenges imposed by the chronic disease