Aangesien farmaseutiese en biotegnologiemaatskappye onder toenemende druk is om in 'n uitdagende ekonomiese en tegnologiese omgewing mee te ding, moet hulle voortdurend in hul R&D-programme innoveer om voor die spel te bly.
Eksterne innovasies kom in verskillende vorme voor en kom op verskillende plekke voor - van universiteitslaboratoriums tot private ondernemings wat risikokapitaal gesteun word en kontraknavorsingsorganisasies (CRO's). Kom ons kyk na sommige van die mees invloedryke navorsingstendense wat in 2018 en daarna “warm” sal wees, en som van die sleutelspelers op wat innovasies aandryf.
Verlede jaar het BioPharmaTrend opgesomverskeie belangrike tendensewat biofarmaseutiese industrie beïnvloed, naamlik: 'n bevordering van verskeie aspekte van geenredigeringstegnologieë (hoofsaaklik CRISPR/Cas9); 'n fassinerende groei op die gebied van immuno-onkologie (CAR-T-selle); 'n toenemende fokus op mikrobioomnavorsing; 'n toenemende belangstelling in presisiegeneeskunde; 'n paar belangrike vooruitgang in die ontdekking van antibiotika; 'n groeiende opgewondenheid oor kunsmatige intelligensie (KI) vir geneesmiddelontdekking/-ontwikkeling; 'n omstrede maar vinnige groei op die gebied van mediese cannabis; en voortdurende fokus van farmaseutiese produkte op die deelname aan R&D-uitkontrakteringsmodelle om toegang tot innovasies en kundigheid te verkry.
Hieronder is 'n voortsetting van hierdie oorsig met verskeie meer aktiewe navorsingsgebiede wat by die lys gevoeg is, en 'n paar uitgebreide kommentaar oor die neigings hierbo uiteengesit - waar relevant.
1. Aanneming van Kunsmatige Intelligensie (KI) deur farmaseutiese en biotegnologie
Met al die ophef rondom KI deesdae, is dit moeilik om enigiemand te verras met hierdie neiging in farmaseutiese navorsing. Daar moet egter op gelet word dat KI-gedrewe maatskappye werklik begin om vastrapplek te kry by groot farmaseutiese en ander vooraanstaande lewenswetenskap-spelers, met baie navorsingsvennootskappe en samewerkende programme –hieris 'n lys van sleuteltransaksies tot dusver, enhieris 'n kort oorsig van 'n paar noemenswaardige aktiwiteite in die "KI vir dwelmontdekking"-ruimte oor die afgelope paar maande.
'n Potensiaal van KI-gebaseerde gereedskap word nou in alle stadiums van geneesmiddelontdekking en -ontwikkeling ondersoek - van navorsingsdata-ontginning en hulp met teikenidentifikasie en validering, om te help om met nuwe hoofverbindings en geneesmiddelkandidate vorendag te kom, en om hul eienskappe en risiko's te voorspel. En laastens, KI-gebaseerde sagteware is nou in staat om te help met die beplanning van chemiese sintese om verbindings van belang te verkry. KI word ook toegepas op die beplanning van pre-kliniese en kliniese proewe en die ontleding van biomediese en kliniese data.
Benewens teikengebaseerde geneesmiddelontdekking, word KI in ander navorsingsareas toegepas, byvoorbeeld in fenotipiese geneesmiddelontdekkingsprogramme – die ontleding van data van hoë-inhoud siftingsmetodes.
Met 'n groot fokus van KI-gedrewe startups op die ontdekking van kleinmolekule medisyne, is daar ook 'n belangstelling in die toepassing van sulke tegnologieë vir die ontdekking en ontwikkeling van biologiese middels.
2. Uitbreiding van chemiese ruimte vir dwelmontdekkingsverkennings
'n Belangrike deel van enige geneesmiddelontdekkingsprogram vir klein molekule is treffer-eksplorasie - identifikasie van daardie beginpuntmolekules wat 'n reis na suksesvolle medikasie sou onderneem (maar selde oorleef hulle hierdie reis) - via talle optimaliserings-, validerings- en toetsfases.
Die sleutelelement van trefferverkenning is die toegang tot 'n uitgebreide en chemies diverse ruimte van dwelmagtige molekules om kandidate uit te kies, veral vir die ondersoek van nuwe teikenbiologie. Aangesien bestaande samestellingsversamelings in die hande van farmaseutiese produkte deels gebou is op grond van die kleinmolekule-ontwerpe wat bekende biologiese teikens teiken, vereis nuwe biologiese teikens nuwe ontwerpe en nuwe idees, in plaas daarvan om oormatig dieselfde chemie te herwin.
Na aanleiding van hierdie behoefte, skep akademiese laboratoriums en private maatskappye databasisse van chemiese verbindings veel verder as wat beskikbaar is in tipiese farmaseutiese maatskappy samestelling versamelings. Voorbeelde sluit in GDB-17-databasis van virtuele molekules wat 166,4 miljard molekules bevat enFDB-17van 10 miljoen fragmentagtige molekules met tot 17 swaar atome;SINK– 'n gratis databasis van kommersieel-beskikbare verbindings vir virtuele sifting, wat 750 miljoen molekules bevat, insluitend 230 miljoen in 3D-formate wat gereed is vir dok; en 'n onlangse ontwikkeling van sinteties toeganklike REadily Available (REAL) chemiese ruimte deur Enamine - 650 miljoen molekules soekbaar viaREGTE Space Navigatorsagteware, en337 miljoen molekules soekbaar(deur ooreenkoms) by EnamineStore.
'n Alternatiewe benadering om toegang tot nuwe dwelmagtige chemiese ruimte vir treffer-eksplorasie te verkry, is die gebruik van DNA-gekodeerde biblioteektegnologie (DELT). As gevolg van die "split-en-poel" aard van DELT-sintese, word dit moontlik om groot getalle verbindings op 'n koste- en tyddoeltreffende wyse te maak (miljoene tot biljoene verbindings).Hieris 'n insiggewende verslag oor die historiese agtergrond, konsepte, suksesse, beperkings en die toekoms van DNS-gekodeerde biblioteektegnologie.
3. Teiken RNA met klein molekules
Dit is 'n warm neiging in die ontdekking van medisyne met 'n voortdurend groeiende opgewondenheid: akademici, biotegnologie-opstartondernemings en farmaseutiese maatskappye is toenemend aktief oor RNA-teikening, hoewel onsekerheid ook hoog is.
In die lewende organisme,DNAstoor die inligting virproteïensintese enRNAvoer die instruksies uit wat in DNA gekodeer is wat lei tot proteïensintese in ribosome. Terwyl 'n meerderheid van medisyne gerig is op die teiken van proteïene wat verantwoordelik is vir 'n siekte, is dit soms nie genoeg om patogeniese prosesse te onderdruk nie. Dit lyk na 'n slim strategie om vroeër in die proses te begin en RNA te beïnvloed voordat proteïene selfs gesintetiseer is, wat dus die translasieproses van genotipe na ongewenste fenotipe (siektemanifestasie) aansienlik beïnvloed.
Die probleem is dat RNA's berugte verskriklike teikens vir klein molekules is - hulle is lineêr, maar in staat om lomp te draai, te vou of aan homself te kleef, wat hul vorm swak leen aan geskikte bindende sakke vir dwelms. Boonop, in teenstelling met proteïene, bestaan hulle uit net vier nukleotiedboublokke wat hulle almal baie eenders laat lyk en moeilik is vir selektiewe teiken deur klein molekules.
Maar'n aantal onlangse vooruitgangdui daarop dat dit eintlik moontlik is om geneesmiddelagtige, biologies aktiewe klein molekules te ontwikkel wat RNA teiken. Nuwe wetenskaplike insigte het 'n goue stormloop na RNA veroorsaak -ten minste 'n dosyn maatskappyehet programme wat daaraan toegewy is, insluitend groot farmaseutiese (Biogen, Merck, Novartis en Pfizer), en biotegnologie-opstartondernemings soos Arrakis Therapeutics met 'n$38M reeks A-rondein 2017, en Expansion Therapeutics –$55M reeks A vroeg in 2018.
4. Nuwe antibiotika-ontdekking
Daar is 'n groeiende kommer oor die opkoms van antibiotika-weerstandige bakterieë - superbugs. Hulle is verantwoordelik vir ongeveer 700 000 sterftes wêreldwyd elke jaar, en volgens 'n Britse regeringsoorsig kan hierdie getal dramaties toeneem - tot 10 miljoen teen 2050. Bakterieë ontwikkel en ontwikkel weerstand teen die antibiotika wat tradisioneel met groot sukses gebruik is, en word dan nutteloos met tyd.
Onverantwoordelike voorskryf van antibiotika om eenvoudige gevalle by pasiënte te behandel en 'n wydverspreide gebruik van antibiotika in veeboerdery bring die situasie in die gedrang deur die tempo van bakteriese mutasies te versnel, wat hulle met kommerwekkende spoed weerstand teen dwelms maak.
Aan die ander kant was die ontdekking van antibiotika 'n onaantreklike area vir farmaseutiese navorsing, in vergelyking met die ontwikkeling van meer 'ekonomies haalbare' middels. Dit is waarskynlik die belangrikste rede vir die opdroog van die pyplyn van nuwe antibiotika-klasse, met die laaste een wat meer as dertig jaar gelede bekendgestel is.
Deesdae word die ontdekking van antibiotika 'n meer aantreklike area as gevolg van 'n paar voordelige veranderinge in die regulatoriese wetgewer, wat farmaseutiese stimulering om geld in antibiotika-ontdekkingsprogramme te stort, en waagbeleggers - in biotegnologie-opstartondernemings wat belowende antibakteriese medisyne ontwikkel. In 2016, een van ons (AB)het die stand van antibiotika-medikasie-ontdekking hersienen sommige van die belowende beginondernemings in die ruimte opgesom, insluitend Macrolide Pharmaceuticals, Iterum Therapeutics, Spero Therapeutics, Cidara Therapeutics en Entasis Therapeutics.
Veral, een van die meer opwindende onlangse deurbrake in die antibiotika-ruimte is dieontdekking van Teixobactinen sy analoë in 2015 deur 'n groep wetenskaplikes gelei deur Dr Kim Lewis, Direkteur van die Antimikrobiese Ontdekkingsentrum by die Noordoostelike Universiteit. Hierdie kragtige nuwe antibiotikaklas kan glo die ontwikkeling van bakteriese weerstand daarteen weerstaan. Verlede jaar het navorsers van die Universiteit van Lincoln suksesvol 'n gesintetiseerde weergawe van teixobactin ontwikkel, wat 'n belangrike stap vorentoe gemaak het.
Nou het navorsers van die Singapore Eye Research Institute gewys die sintetiese weergawe van die middel kan Staphylococcus aureus keratitis suksesvol in lewendige muismodelle genees; voordat die aktiwiteit van teixobactin slegs in vitro gedemonstreer is. Met hierdie nuwe bevindinge sal teixobactin nog 6-10 jaar van ontwikkeling nodig hê om 'n middel te word wat dokters kan gebruik.
Sedert die ontdekking van teixobactin in 2015, is nog 'n nuwe familie antibiotika genaamd malacidienevroeg in 2018 onthul. Hierdie ontdekking is nog in sy vroeë stadiums, en nie naastenby so ontwikkel soos die jongste navorsing oor teixobactin nie
5. Fenotipiese sifting
Beeldkrediet:SciLifeLab
In 2011 het die skrywers David Swinney en Jason Anthonygepubliseerde resultate van hul bevindingsoor hoe nuwe medisyne tussen 1999 en 2008 ontdek is, wat die feit onthul dat aansienlik meer van die eerste-in-klas-kleinmolekule-middels eintlik ontdek is deur fenotipiese sifting as teikengebaseerde benaderings (28 goedgekeurde middels teenoor 17, onderskeidelik) - en dit is selfs meer opvallend as in ag geneem word dat dit 'n teikengebaseerde benadering was wat 'n groot fokus oor die genoemde tydperk was.
Hierdie invloedryke analise het 'n herlewing van die fenotipiese geneesmiddelontdekkingsparadigma sedert 2011 veroorsaak - beide in die farmaseutiese industrie en in die akademie. Onlangs het wetenskaplikes by Novartishersiening gedoen hetvan die huidige stand van hierdie tendens en het tot 'n gevolgtrekking gekom dat, hoewel farma-navorsingsorganisasies aansienlike uitdagings met fenotipiese benadering teëgekom het, daar 'n dalende aantal teikengebaseerde skerms en 'n toename in fenotipiese benaderings in die afgelope 5 jaar is. Heel waarskynlik sal hierdie tendens ver na 2018 voortduur.
Belangrik, behalwe om net fenotipiese en teikengebaseerde benaderings te vergelyk, is daar 'n duidelike neiging na meer komplekse sellulêre toetse, soos om van onsterflike sellyne na primêre selle, pasiëntselle, mede-kulture en 3D-kulture te gaan. Die eksperimentele opstelling word ook al hoe meer gesofistikeerd, en gaan veel verder as eenveranderlike uitlesings om veranderinge in subsellulêre kompartemente, enkelsel-analise en selfs selbeelding waar te neem.
6. Organe (liggaam)-op-'n-skyfie
Mikroskyfies wat deur lewende menslike selle gevoer word, kan geneesmiddelontwikkeling, siektemodellering en persoonlike medisyne revolusioneer. Hierdie mikroskyfies, wat 'organe-op-skyfies' genoem word, bied 'n potensiële alternatief vir tradisionele dieretoetsing. Uiteindelik is die koppeling van die stelsels 'n manier om die hele "liggaam-op-'n-skyfie"-stelsel te hê wat ideaal is vir geneesmiddelontdekking en dwelmkandidaattoetsing en -validering.
Hierdie neiging is nou 'n groot saak in die ontdekkings- en ontwikkelingsruimte van medisyne en ons het reeds die huidige status en konteks van die "orgaan-op-'n-skyfie"-paradigma in 'n onlangsemini-resensie.
Terwyl daar sowat 6-7 jaar gelede baie skeptisisme bestaan het, toe perspektiewe op die veld deur entoesiastiese aannemers verwoord is. Vandag blyk dit egter dat die kritici in volle terugtrek is. Het nie net regulatoriese en befondsingsagentskappe niedie konsep omhels, maar dit is nou toenemendaangeneemas 'n dwelmnavorsingsplatform deur beide farmaseutiese en akademie. Meer as twee dosyn orgaanstelsels word in on-chip-stelsels verteenwoordig. Lees meer daaroorhier.
7. Biodrukwerk
Die area van biodruk van menslike weefsels en organe ontwikkel vinnig en dit is ongetwyfeld die toekoms van medisyne. Gestig vroeg in 2016,Sellinkis een van die eerste maatskappye ter wêreld wat 3D-drukbare bioink bied - 'n vloeistof wat lewe en groei van menslike selle moontlik maak. Nou biodruk die maatskappy dele van die liggaam - neuse en ore, hoofsaaklik vir die toets van dwelms en skoonheidsmiddels. Dit druk ook blokkies wat navorsers in staat stel om met selle van menslike organe soos lewers te "speel".
Cellink het onlangs 'n vennootskap aangegaan met CTI Biotech, 'n Franse mediese tegnologiemaatskappy wat spesialiseer in die vervaardiging van kankerweefsel, om die gebied van kankernavorsing en geneesmiddelontdekking aansienlik te bevorder.
Die jong biotegnologie-opstartonderneming sal CTI in wese help om replikas van kankergewasse te 3D-druk deur die Cellink se bioink met 'n monster van die pasiënt se kankerselle te meng. Dit sal navorsers help om nuwe behandelings teen spesifieke kankertipes te identifiseer.
Nog 'n biotegnologie-aanvangsonderneming wat 3D-druktegnologie ontwikkel vir die druk van biologiese materiaal - 'n spinout-maatskappy van Oxford Universiteit, OxSyBio, watpas £10m versekerin Reeks A-finansiering.
Terwyl 3D-biodrukwerk 'n uiters nuttige tegnologie is, is dit staties en leweloos omdat dit slegs die aanvanklike toestand van die gedrukte voorwerp in ag neem. 'n Meer gevorderde benadering is om "tyd" as die vierde dimensie in die gedrukte bio-voorwerpe in te sluit (sogenaamde "4D biodruk"), wat hulle in staat stel om hul vorms of funksionaliteite mettertyd te verander wanneer 'n eksterne stimulus opgelê word.Hieris 'n insiggewende resensie oor 4D-biodrukwerk.
Slotperspektief
Selfs sonder 'n diep duik in elk van die topneigings wat sopas beskryf is, behoort dit duidelik te word dat KI 'n toenemende deel van die aksie sal neem. Al hierdie nuwe areas van biofarma-innovasie het grootdatasentries geword. Hierdie omstandigheid op sigself voorspel 'n vooraanstaande rol vir KI, en let ook op, as 'n naskrif tot hierdie dekking van die onderwerp, dat KI uit veelvuldige, analitiese en numeriese instrumente bestaan wat voortdurend evolusie ondergaan. Die toepassings van KI in geneesmiddelontdekking en vroeë stadium-ontwikkeling is hoofsaaklik daarop gemik om verborge patrone en afleidings te ontbloot wat oorsake en gevolge verbind wat andersins nie identifiseerbaar of verstaanbaar is nie.
Dus val die subset van KI-instrumente wat in farmaseutiese navorsing gebruik word, meer gepas onder die naam van "masjien-intelligensie" of "masjienleer". Dit kan beide onder toesig wees deur menslike leiding, soos in klassifiseerders en statistiese leermetodes, of sonder toesig in hul innerlike werking soos in die implementering van verskeie tipes kunsmatige neurale netwerke. Taal- en semantiese verwerking en waarskynlikheidsmetodes vir onsekere (of fuzzy) redenering speel ook 'n nuttige rol.
Om te verstaan hoe hierdie verskillende funksies geïntegreer kan word in die breë dissipline van "KI" is 'n uitdagende taak wat alle belangstellendes moet aanpak. Een van die beste plekke om te soek na verduidelikings en verduidelikings is dieDatawetenskap Sentraalportaal en veral die blogplasings deur Vincent Granville, wat gereeldlig die verskille uittussen KI, masjienleun, diep leer en statistiek. Om vertroud te raak met die ins en outs van KI as 'n geheel is 'n onontbeerlike komponent om op hoogte te bly of voor te bly met enige biofarma-tendense.
Postyd: Mei-29-2018