Essendu sottu una pressione sempre crescente per cumpete in un ambiente ecunomicu è tecnologicu sfidau, e cumpagnie farmaceutiche è biotecnologiche anu da innuvà continuamente in i so prugrammi di R&D per stà davanti à u ghjocu.
L'innuvazioni esterne venenu in diverse forme è sò urighjini in diversi lochi - da i laboratori universitarii à e startups sustinute da capitali di venture privatu è l'urganisazioni di ricerca di cuntratti (CRO). Andemu à rivisione alcune di e tendenze di ricerca più influenti chì saranu "caldi" in 2018 è oltre, è riassume alcuni di i principali attori chì guidanu l'innuvazioni.
L'annu passatu BioPharmaTrend hà riassuntuparechji tendenzi impurtantiaffettendu l'industria biofarmaceutica, vale à dì: un avanzamentu di diversi aspetti di e tecnulugia di edizione di geni (principalmente, CRISPR / Cas9); una crescita fascinante in l'area di l'immuno-oncologia (cellule CAR-T); un focus crescente nantu à a ricerca di u microbioma; un interessu crescente in a medicina di precisione; qualchi avanzati impurtanti in a scuperta di antibiotici; un eccitazione crescente per l'intelligenza artificiale (AI) per a scuperta / u sviluppu di droghe; una crescita cuntruversa ma rapida in l'area di cannabis medica; è un focusu cuntinuu di a pharma per impegnà in mudelli di outsourcing di R&D per accede à l'innuvazioni è l'expertise.
A sottu hè una continuazione di sta rivisione cù parechje più attivi di ricerca aghjuntu à a lista, è alcuni cumenti estesi nantu à e tendenzi delineati sopra - induve pertinenti.
1. Adopzione di Intelligenza Artificiale (AI) da pharma è biotech
Cù tuttu l'hype attornu à l'AI oghje, hè difficiule di sorprenderà qualcunu cù sta tendenza in a ricerca farmaceutica. Tuttavia, deve esse nutatu chì l'imprese guidate da l'IA cumincianu veramente à ottene trazione cù i big pharma è altri attori principali di scienza di a vita, cù assai partenarii di ricerca è prugrammi di cullaburazione -quìhè una lista di affari chjave finu à avà, èquìhè una breve rivista di qualchi attività notevuli in u spaziu "AI per a scuperta di droghe" in l'ultimi mesi.
Un putenziale di strumenti basati in AI hè avà esploratu in tutte e tappe di scuperta è sviluppu di droghe - da a minazione di dati di ricerca è l'assistenza in l'identificazione di u destinazione è a validazione, à aiutà à vene cun novi composti di piombo è candidati di droga, è predichendu e so proprietà è risichi. È infine, u software basatu in AI hè avà capaci di aiutà à pianificà a sintesi chimica per ottene composti d'interessu. L'IA hè ancu applicata à a pianificazione di prucessi preclinici è clinichi è à l'analisi di dati biomedici è clinichi.
Al di là di a scuperta di droghe basate in u mira, l'AI hè applicata in altre aree di ricerca, per esempiu, in i prugrammi di scuperta di droghe fenotipiche - analizendu dati da metudi di screening di altu cuntenutu.
Cù un focusu maiò di startups guidate da AI nantu à a scuperta di droghe di molecule petite, ci hè ancu un interessu à applicà tali tecnulugia per a scuperta è u sviluppu biologicu.
2. Espansione di u spaziu chimicu per esplorazioni di scuperta di droga
Una parte vitale di qualsiasi prugramma di scuperta di droghe di picculi molecule hè l'esplorazione di colpi - identificazione di quelli moleculi di u puntu di partenza chì si imbarcanu in un viaghju versu i medicazione di successu (raramente sopravvivenu à stu viaghju, però) - attraversu numerosi tappe di ottimisazione, validazione è teste.
L'elementu chjave di l'esplorazione di u successu hè l'accessu à un spaziu espansu è chimicamente diversu di molécule cum'è droghe per sceglie i candidati, in particulare, per a ricerca di a biologia di destinazione nova. Dapoi chì e cullezzione di cumposti esistenti in manu di pharma sò stati custruiti in parte basatu annantu à i disinni di molecule chì miranu à i miri biologichi cunnisciuti, i novi miri biologichi necessitanu novi disinni è idee novi, invece di riciclà eccessivamente a stessa chimica.
Dopu à sta necessità, i laboratori accademichi è l'imprese privati creanu basa di dati di composti chimichi assai più al di là di ciò chì hè dispunibule in cullezzione di cumposti tipici di cumpagnie farmaceutiche. L'esempii includenu a basa di dati GDB-17 di molécule virtuali chì cuntenenu 166,4 miliardi di molécule èFDB-17di 10 milioni di molécule simili à frammenti cù sin'à 17 atomi pisanti;ZINK- una basa di dati gratuitu di cumposti dispunibuli cummerciale per u screening virtuale, chì cuntene 750 milioni di molécule, cumprese 230 milioni in formati 3D pronti per l'accoppiamentu; è un recente sviluppu di u spaziu chimicu REAdily Available (REAL) accessibile sinteticamente da Enamine - 650 milioni di molecule ricercabili viaREAL Space Navigatorsoftware, è337 milioni di molécule ricercabili(per similarità) in EnamineStore.
Un approcciu alternativu per accede à un novu spaziu chimicu simile à a droga per l'esplorazione di colpi hè l'usu di a tecnulugia di biblioteca codificata in DNA (DELT). A causa di a natura "split-and-pool" di a sintesi DELT, diventa pussibule di fà un gran numaru di cumposti in una manera efficiente in u costu è in u tempu (milioni à miliardi di composti).Quìhè un rapportu insightful nantu à u fondu storicu, cuncetti, successi, limitazioni è u futuru di a tecnulugia di biblioteca codificata in DNA.
3. Targeting RNA cù molécule petite
Questa hè una tendenza calda in u spaziu di scuperta di droghe cun un eccitazione in continua crescita: accademichi, startups biotech è cumpagnie farmaceutiche sò sempre più attivi nantu à u targeting di RNA, anche se l'incertezza hè ancu alta.
In l'organismu vivu,DNAconserva l'infurmazioni perproteinasintesi èRNAesegue l'istruzzioni codificate in DNA chì portanu à a sintesi di proteine in ribosomi. Mentre a maiuranza di droghe hè diretta à indirizzà i proteini rispunsevuli di una malatia, certe volte ùn hè micca abbastanza per suppressione i prucessi patogeni. Sembra una strategia intelligente per principià prima in u prucessu è influenzà l'RNA prima chì e proteine sinu sintesi sò ancu sintetizzate, per quessa chì influenzanu sustancialmente u prucessu di traduzzione di genotipu à fenotipu indesideratu (manifestazione di a malatia).
U prublema hè, l'RNA sò notoriamente miri terribili per e molécule chjuche - sò lineari, ma sò capaci di torce, piegate o appiccicate goffamente à sè stessu, prestendu pocu a so forma à i sacchetti di ubligatori adattati per a droga. Inoltre, in cuntrastu cù e proteine , cumponenu solu quattru blocchi di custruzzione di nucleotidi chì facenu tutti l'aspettu assai simili è difficili per un targeting selettivu da e molécule chjuche.
Tuttavia,una quantità di avanzamenti recentisuggerenu chì hè veramente pussibule di sviluppà molécule biulogica, simili à droghe, chì miranu à l'RNA. Nuvelle intuizioni scientifiche anu incitatu una corsa d'oru per l'RNA -almenu una decina di cumpagnieavè prugrammi dedicati à questu, cumprese big pharma (Biogen, Merck, Novartis è Pfizer), è startups biotech cum'è Arrakis Therapeutics cù un$ 38M Serie A roundin 2017, è Expansion Therapeutics -$ 55M Serie A à principiu di 2018.
4. Novi scuperta di antibiotici
Ci hè una preoccupazione crescente per l'aumentu di i batteri resistenti à l'antibiotici - superbugs. Sò rispunsevuli di circa 700 000 morti in u mondu annu ogni annu, è sicondu una rivista di u guvernu britannicu, stu numeru pò aumentà drammaticamènti - finu à 10 milioni da 2050. I batteri evoluzione è sviluppanu resistenza à l'antibiotici chì sò stati tradizionalmente utilizati cun grande successu, è poi diventanu. inutile cù u tempu.
A prescription irresponsable di antibiotici per trattà i casi simplici in i pazienti è l'usu generalizatu di l'antibiotici in l'allevamentu di l'allevamentu mette in periculu a situazione accelerà a rata di mutazioni bacteriale, rendendu resistenti à e droghe cù una velocità alarmante.
Per d 'altra banda, a scuperta di l'antibiotici hè stata una zona pocu attraente per a ricerca farmaceutica, paragunata à u sviluppu di droghe più "ecunomicamenti fattibili". Hè prubabilmente u mutivu chjave daretu à un seccamentu di u pipeline di classi di antibiotici novi, cù l'ultimu introduttu più di trent'anni fà.
Oghje, a scuperta di l'antibiotici hè diventata una zona più attrattiva per via di alcuni cambiamenti benefiche in a legislatura regulatoria, stimulendu a pharma à versà soldi in prugrammi di scuperta di antibiotici, è investitori di venture - in startups biotecnologiche chì sviluppanu medicinali antibacteriali promettenti. In 2016, unu di noi (AB)rivista u statu di scuperta di droga antibioticsè riassuntu alcuni di i startups promettenti in u spaziu, cumpresi Macrolide Pharmaceuticals, Iterum Therapeutics, Spero Therapeutics, Cidara Therapeutics, è Entasis Therapeutics.
In particulare, unu di i sviluppi recenti più eccitanti in u spaziu di l'antibiotici hè uscuperta di Teixobactinè i so analoghi in 2015 da un gruppu di scientisti guidati da u duttore Kim Lewis, Direttore di u Centru di Discovery Antimicrobial in l'Università di u Nordu. Questa nova classe d'antibiotici putente si crede chì pò sustene u sviluppu di a resistenza bacteriana contru à questu. L'annu passatu, circadori di l'Università di Lincoln hà sviluppatu successu una versione sintetizzata di teixobactin, facendu un passu impurtante in avanti.
Avà circadori da u Singapore Eye Research Institute anu dimustratu chì a versione sintetica di a droga pò guarisce cù successu Staphylococcus aureus keratitis in mudeli di surci vivi; prima l'attività di teixobactin hè stata dimustrata solu in vitro. Cù questi novi scuperte, a teixobactin hà bisognu di un altru 6-10 anni di sviluppu per diventà una droga chì i medichi ponu utilizà.
Dapoi a scuperta di teixobactin in u 2015, una altra nova famiglia di antibiotici chjamati malacidini sò stati.rivelatu à principiu di 2018. Sta scuperta hè sempre in i so primi stadi, è micca cusì sviluppatu cum'è l'ultime ricerche nantu à teixobactin.
5. Screening fenotipicu
Creditu di l'imaghjini:SciLifeLab
In u 2011 l'autori David Swinney è Jason Anthonypublicatu i risultati di i so risultaticirca cumu si sò stati scuperti novi medicini trà u 1999 è u 2008, svelendu u fattu chì assai più di e droghe molecule di prima classe sò state scuperte cù screening fenotipicu cà approcci basati in u target (28 droghe appruvate versus 17, rispettivamente) - è hè ancu più impressiunanti si cunsiderà chì era un approcciu basatu nantu à u target chì avia statu un focusu maiò durante u periodu dichjaratu.
Questa analisi influente hà attivatu una rinascita di u paradigma di scuperta di droga fenotipica da u 2011 - sia in l'industria farmaceutica sia in l'accademia. Ricertamenti, i scientisti di Novartishà fattu una rivistadi u statu attuale di sta tendenza è hè ghjuntu à una cunclusione chì, mentri l'urganisazioni di ricerca pharma anu scontru sfide considerableu cù l'approcciu fenotipicu, ci hè un numeru decrescente di schermi basati in mira è un aumentu di l'approcciu fenotipicu in l'ultimi 5 anni. Probabilmente, sta tendenza cuntinuerà assai oltre 2018.
Hè impurtante, oltre à paragunà approcci fenotipichi è basati nantu à u target, ci hè una tendenza chjara versu i saggi cellulari più cumplessi, cum'è passà da linee di cellule immortali à cellule primarie, cellule di pazienti, co-culture è culture 3D. A cunfigurazione sperimentale hè ancu diventata sempre più sofisticata, andendu assai oltre e letture univariate versu l'osservazione di cambiamenti in i compartimenti subcellulari, l'analisi unicellulare è ancu l'imaghjini cellulare.
6. Organi (corpu)-on-a-chip
I microchip allineati da cellule umane viventi puderanu rivoluzionari u sviluppu di droghe, a modellazione di e malatie è a medicina persunalizata. Questi microchip, chjamati "organi-on-chips", offrenu una alternativa potenziale à i testi tradiziunali di l'animali. In ultimamente, cunnette i sistemi in tuttu hè un modu per avè tuttu u sistema "body-on-a-chip" ideale per a scuperta di droghe è teste è validazione di candidati di droga.
Questa tendenza hè avà un grande affare in u spaziu di scuperta è sviluppu di droghe è avemu digià cupertu u statutu attuale è u cuntestu di u paradigma "organu-on-a-chip" in un recente.mini rivista.
Mentre chì assai scetticismu esistia circa 6-7 anni fà, quandu e perspettivi nantu à u campu eranu articulati da l'adopru entusiastici. Oghje, però, i critichi parenu esse in piena ritirata. Ùn sò micca solu l'agenzii regulatori è di finanziamentuhà abbracciatu u cuncettu, ma hè avà sempre piùaduttatucum'è una piattaforma di ricerca di droghe da a farmacia è l'accademia. Più di duie decine di sistemi d'urgani sò rapprisentati in sistemi in chip. Leghjite più nantu à questuquì.
7. Bioprinting
L'area di bioprinting tessuti è organi umani si sviluppa rapidamente è hè, senza dubbitu, u futuru di a medicina. Fundatu à principiu di u 2016,Cellinkhè una di e prime cumpagnie in u mondu chì offre bioink stampabile 3D - un liquidu chì permette a vita è a crescita di e cellule umane. Avà a cumpagnia bioprints parti di u corpu - nasu è orechje, principalmente per pruvà droghe è cosmetichi. Stampa ancu cubi chì permettenu à i circadori di "giocà" cù e cellule di l'organi umani cum'è u fegatu.
Cellink hà recentemente assuciatu cù CTI Biotech, una sucietà francese di medtech specializata in a produzzione di tessuti di cancro, in modu di avanzà sustancialmente l'area di a ricerca di u cancer è a scuperta di droghe.
A ghjovana startup biotecnologica aiuterà essenzialmente a CTI à stampà in 3D repliche di tumori di u cancer, mischendu a bioink di Cellink cù una mostra di e cellule cancerose di u paziente. Questu aiuterà i ricercatori à identificà trattamenti novi contr'à tipi specifichi di cancro.
Un'altra startup biotecnologica chì sviluppa tecnulugia di stampa 3D per stampà materiali biologichi - una cumpagnia di spinout di l'Università di Oxford, OxSyBio, chìghjustu assicuratu £ 10 milioniin u finanziamentu di a Serie A.
Mentre a bioprinting 3D hè una tecnulugia estremamente utile, hè statica è inanimata perchè cunsidereghja solu u statu iniziale di l'ughjettu stampatu. Un approcciu più avanzatu hè di incorpore u "tempu" cum'è a quarta dimensione in i bio-oggetti stampati (cusì chjamatu "bioprinting 4D"), rendendu capaci di cambià e so forme o funziunalità cù u tempu quandu un stimulu esternu hè impostu.Quìhè una rivista insightful nantu à a bioprinting 4D.
Perspettiva di chiusura
Ancu senza una immersione profonda in ognuna di e tendenze principali appena descritte, deve esse apparente chì l'IA hà da piglià una parte sempre crescente di l'azzione. Tutti questi novi spazii di l'innuvazione biopharma sò diventati big data centric. Questa circustanza in sè stessu presage un rolu preeminente per l'IA, nutendu ancu, cum'è un postscriptu à questa copertura di u tema, chì l'IA comprende strumenti multipli, analitici è numerichi in evoluzione continua. L'applicazioni di l'IA in a scuperta di droghe è u sviluppu di a prima fase sò per a maiò parte destinate à scopre mudelli nascosti è inferenze chì culliganu cause è effetti altrimenti micca identificabili o comprensibili.
Cusì, u sottumessu di l'arnesi AI chì sò impiegati in a ricerca farmaceutica cadenu più apprupriatu sottu u moniker di "intelligenza di a macchina" o "apprendimentu di macchina". Quessi ponu esse sia supervisati da a guida umana, cum'è in i classificatori è i metudi di apprendimentu statisticu, o senza supervisione in u so travagliu internu cum'è in l'implementazione di varii tipi di rete neurale artificiale. A lingua è u processu semanticu è i metudi probabilistici per u ragiunamentu incertu (o fuzzy) ghjucanu ancu un rolu utile.
Capisce cumu queste diverse funzioni ponu esse integrate in l'ampia disciplina di "AI" hè un compitu ardu chì tutti i partiti interessati anu da fà. Unu di i migliori posti per circà spiegazioni è clarificazioni hè uData Science Centralportale è soprattuttu i blog post di Vincent Granville, chì regularmentespiega e differenzetrà AI, apprendimentu di a macchina, apprendimentu prufondu è statistiche. A cunniscenza di l'ins and outs di l'IA in generale hè un cumpunente indispensabile di mantene l'avvicinamentu o davanti à qualsiasi tendenze biopharma.
Tempu di Post: 29-May-2018