Duke qenë nën presionin gjithnjë në rritje për të konkurruar në një mjedis sfidues ekonomik dhe teknologjik, kompanitë farmaceutike dhe bioteknike duhet të rinovojnë vazhdimisht në programet e tyre K&Zh për të qëndruar përpara lojës.
Inovacionet e jashtme vijnë në forma të ndryshme dhe e kanë origjinën në vende të ndryshme - nga laboratorët universitare, te startup-et e mbështetura nga kapitali sipërmarrës privat dhe organizatat kërkimore me kontratë (CROs). Le të shkojmë në rishikimin e disa prej tendencave më me ndikim të kërkimit, të cilat do të jenë "të nxehta" në 2018 dhe më tej, dhe të përmbledhim disa nga aktorët kryesorë që nxisin inovacionet.
BioPharmaTrend përmblodhi vitin e kaluardisa tendenca të rëndësishmeqë ndikon në industrinë biofarmaceutike, përkatësisht: një avancim i aspekteve të ndryshme të teknologjive të redaktimit të gjeneve (kryesisht, CRISPR/Cas9); një rritje magjepsëse në fushën e imuno-onkologjisë (qelizat CAR-T); një fokus në rritje në kërkimin e mikrobiomit; një interes i thelluar për mjekësinë precize; disa përparime të rëndësishme në zbulimin e antibiotikëve; një eksitim në rritje për inteligjencën artificiale (AI) për zbulimin/zhvillimin e drogës; një rritje e diskutueshme, por e shpejtë në fushën e kanabisit mjekësor; dhe fokusi i vazhdueshëm i farmaceutikës në angazhimin në modelet e kontraktimit të kërkimit dhe zhvillimit për të hyrë në inovacione dhe ekspertizë.
Më poshtë është një vazhdim i këtij rishikimi me disa fusha më aktive të kërkimit të shtuara në listë, dhe disa komente të zgjeruara mbi tendencat e përshkruara më lart - aty ku është e përshtatshme.
1. Adoptimi i Inteligjencës Artificiale (AI) nga farma dhe bioteknologjia
Me gjithë zhurmën rreth AI në ditët e sotme, është e vështirë të befasosh dikë me këtë prirje në kërkimin farmaceutik. Sidoqoftë, duhet të theksohet se kompanitë e drejtuara nga AI me të vërtetë fillojnë të tërheqin me farma të mëdha dhe lojtarë të tjerë kryesorë të shkencës së jetës, me shumë partneritete kërkimore dhe programe bashkëpunuese -këtuështë një listë e marrëveshjeve kryesore deri më tani, dhekëtuështë një përmbledhje e shkurtër e disa aktiviteteve të dukshme në hapësirën "AI për zbulimin e drogës" gjatë disa muajve të fundit.
Një potencial i mjeteve të bazuara në AI është eksploruar tani në të gjitha fazat e zbulimit dhe zhvillimit të barnave - nga nxjerrja e të dhënave kërkimore dhe ndihma në identifikimin dhe vlefshmërinë e objektivave, tek ndihma për të gjetur komponimet e reja të plumbit dhe kandidatët për barna, dhe parashikimi i vetive dhe rreziqeve të tyre. Dhe së fundi, softueri i bazuar në AI tani është në gjendje të ndihmojë në planifikimin e sintezës kimike për të marrë komponimet me interes. AI zbatohet gjithashtu për planifikimin e provave para-klinike dhe klinike dhe analizimin e të dhënave biomjekësore dhe klinike.
Përtej zbulimit të barnave të bazuara në objektiv, AI zbatohet në fusha të tjera kërkimore, për shembull, në programet fenotipike të zbulimit të barnave - duke analizuar të dhënat nga metodat e shqyrtimit me përmbajtje të lartë.
Me një fokus të madh të startupeve të drejtuara nga AI në zbulimin e ilaçeve me molekula të vogla, ekziston gjithashtu një interes për aplikimin e teknologjive të tilla për zbulimin dhe zhvillimin e biologjisë.
2. Zgjerimi i hapësirës kimike për zbulimin e drogës
Një pjesë jetike e çdo programi të zbulimit të drogës me molekula të vogla është eksplorimi i goditur - identifikimi i atyre molekulave të pikënisjes që do të nisnin një udhëtim drejt medikamenteve të suksesshme (megjithatë, rrallë ata i mbijetojnë këtij udhëtimi) - përmes fazave të shumta të optimizimit, vërtetimit dhe testimit.
Elementi kryesor i eksplorimit të hiteve është qasja në një hapësirë të zgjeruar dhe kimikisht të larmishme të molekulave të drogës për të zgjedhur kandidatët, veçanërisht, për kërkimin e biologjisë së re të synuar. Duke qenë se koleksionet ekzistuese të komponimeve në duart e farmacisë u ndërtuan pjesërisht në bazë të modeleve të molekulave të vogla që synojnë objektiva të njohura biologjike, objektivat e reja biologjike kërkojnë dizajne të reja dhe ide të reja, në vend që të riciklojnë tepër të njëjtën kimi.
Pas kësaj nevoje, laboratorët akademikë dhe kompanitë private krijojnë baza të të dhënave të përbërjeve kimike shumë më tepër se çfarë është e disponueshme në koleksionet tipike të komponimeve të kompanive farmaceutike. Shembujt përfshijnë bazën e të dhënave GDB-17 të molekulave virtuale që përmbajnë 166,4 miliardë molekula dheFDB-17prej 10 milionë molekulash të ngjashme me fragmente me deri në 17 atome të rënda;ZINK– një bazë të dhënash falas të komponimeve të disponueshme në treg për ekzaminim virtual, që përmban 750 milionë molekula, duke përfshirë 230 milionë në formatet 3D të gatshme për docking; dhe një zhvillim i kohëve të fundit i hapësirës kimike të arritshme në mënyrë sintetike, lehtësisht të disponueshme (REAL) nga Enamine — 650 milionë molekula të kërkueshme nëpërmjetNavigator i VËRTETË Hapësinorsoftware, dhe337 milionë molekula të kërkueshme(nga ngjashmëria) në EnamineStore.
Një qasje alternative për të hyrë në hapësirën e re kimike të ngjashme me drogën për eksplorimin e goditur është përdorimi i teknologjisë së bibliotekës së koduar me ADN (DELT). Për shkak të natyrës së sintezës DELT "ndahet dhe grumbullohet", bëhet e mundur që të prodhohen një numër i madh i komponimeve në një mënyrë me kosto dhe kohë efikase (miliona deri në miliarda përbërës).Këtuështë një raport i thellë mbi sfondin historik, konceptet, sukseset, kufizimet dhe të ardhmen e teknologjisë së bibliotekës së koduar me ADN.
3. Targetimi i ARN-së me molekula të vogla
Ky është një trend i nxehtë në hapësirën e zbulimit të barnave me një eksitim vazhdimisht në rritje: akademikët, startup-et e bioteknologjisë dhe kompanitë farmaceutike janë gjithnjë e më aktive në lidhje me shënjestrimin e ARN-së, megjithëse pasiguria është gjithashtu e lartë.
Në organizmin e gjallë,ADN-jaruan informacionin përproteinasinteza dheARNkryen udhëzimet e koduara në ADN që çojnë në sintezën e proteinave në ribozome. Ndërsa shumica e barnave drejtohen në shënjestrimin e proteinave përgjegjëse për një sëmundje, ndonjëherë nuk mjafton për të shtypur proceset patogjene. Duket si një strategji e zgjuar për të filluar më herët në proces dhe për të ndikuar në ARN para se të sintetizoheshin proteinat, duke ndikuar kështu në mënyrë thelbësore në procesin e përkthimit të gjenotipit në fenotip të padëshiruar (shfaqja e sëmundjes).
Problemi është se ARN-të janë objektiva jashtëzakonisht të tmerrshëm për molekulat e vogla - ato janë lineare, por të afta të përdredhin, palosen ose ngjiten në mënyrë të ngathët, duke e dhënë dobët formën e saj në xhepat e përshtatshëm lidhës për barnat. Përveç kësaj, në kontrast me proteinat, ato përbëhen nga vetëm katër blloqe ndërtimi nukleotide duke i bërë të gjithë të duken shumë të ngjashëm dhe të vështirë për shënjestrimin selektiv nga molekula të vogla.
Megjithatë,një sërë përparimesh të funditsugjerojnë se është në të vërtetë e mundur të zhvillohen molekula të vogla biologjikisht aktive të ngjashme me ilaçet që synojnë ARN-në. Njohuritë e reja shkencore nxitën një nxitim të artë për ARN -të paktën një duzinë kompanishkanë programe të dedikuara për të, duke përfshirë farmaceutikë të mëdhenj (Biogen, Merck, Novartis dhe Pfizer), dhe startup-et e bioteknologjisë si Arrakis Therapeutics me një38 milionë dollarë raundi i Serisë Anë 2017, dhe Expansion Therapeutics –55 milion dollarë Seria A në fillim të 2018.
4. Zbulimi i ri i antibiotikëve
Ekziston një shqetësim në rritje për rritjen e baktereve rezistente ndaj antibiotikëve - superbaktereve. Ata janë përgjegjës për rreth 700,000 vdekje në mbarë botën çdo vit, dhe sipas një rishikimi të qeverisë së Mbretërisë së Bashkuar, ky numër mund të rritet në mënyrë dramatike - deri në 10 milionë deri në vitin 2050. Bakteret evoluojnë dhe zhvillojnë rezistencë ndaj antibiotikëve të cilët tradicionalisht përdoreshin me sukses të madh, dhe më pas bëhen të padobishme me kalimin e kohës.
Përshkrimi i papërgjegjshëm i antibiotikëve për trajtimin e rasteve të thjeshta te pacientët dhe përdorimi i gjerë i antibiotikëve në blegtori rrezikojnë situatën duke përshpejtuar shkallën e mutacioneve bakteriale, duke i bërë ato rezistente ndaj barnave me shpejtësi alarmante.
Nga ana tjetër, zbulimi i antibiotikëve ka qenë një fushë jo tërheqëse për kërkimin farmaceutik, krahasuar me zhvillimin e barnave më 'ekonomikisht të realizueshme'. Kjo është ndoshta arsyeja kryesore e tharjes së tubacionit të klasave të reja të antibiotikëve, me këtë të fundit të prezantuar më shumë se tridhjetë vjet më parë.
Në ditët e sotme zbulimi i antibiotikëve po bëhet një fushë më tërheqëse për shkak të disa ndryshimeve të dobishme në legjislacionin rregullator, duke stimuluar farmaceutikën të derdhë para në programet e zbulimit të antibiotikëve dhe investitorët sipërmarrës - në startup-et e bioteknologjisë që zhvillojnë ilaçe premtuese antibakteriale. Në vitin 2016, njëri prej nesh (AB)rishikoi gjendjen e zbulimit të ilaçeve antibiotikedhe përmblodhi disa nga startup-et premtuese në hapësirë, duke përfshirë Macrolide Pharmaceuticals, Iterum Therapeutics, Spero Therapeutics, Cidara Therapeutics dhe Entasis Therapeutics.
Veçanërisht, një nga zbulimet më emocionuese të kohëve të fundit në hapësirën e antibiotikëve ështëZbulimi i Teixobactindhe analogët e tij në 2015 nga një grup shkencëtarësh të udhëhequr nga Dr. Kim Lewis, Drejtor i Qendrës së Zbulimit Antimikrobial në Universitetin Northeastern. Kjo klasë e re e fuqishme e antibiotikëve besohet se është në gjendje të përballojë zhvillimin e rezistencës bakteriale ndaj tij. Vitin e kaluar, studiuesit nga Universiteti i Lincoln zhvilluan me sukses një version të sintetizuar të teixobactin, duke bërë një hap të rëndësishëm përpara.
Tani studiuesit nga Instituti i Kërkimeve të Syve të Singaporit kanë treguar se versioni sintetik i ilaçit mund të kurojë me sukses keratitin Staphylococcus aureus në modelet e gjalla të minjve; përpara se aktiviteti i teixobactinës të demonstrohej vetëm in vitro. Me këto gjetje të reja, teixobactin do të ketë nevojë për 6-10 vjet të tjera zhvillimi për t'u bërë një ilaç që mjekët mund ta përdorin.
Që nga zbulimi i teixobactin në 2015, një tjetër familje e re antibiotikësh të quajtur malacidinu zbulua në fillim të vitit 2018. Ky zbulim është ende në fazat e tij të hershme, dhe jo aq i zhvilluar sa kërkimet e fundit mbi teixobactin
5. Ekzaminimi fenotipik
Kredia e imazhit:SciLifeLab
Në 2011 autorët David Swinney dhe Jason Anthonypublikuan rezultatet e gjetjeve të tyrerreth mënyrës se si ishin zbuluar ilaçe të reja midis viteve 1999 dhe 2008, duke zbuluar faktin se shumë më tepër ilaçe të klasit të parë me molekula të vogla ishin zbuluar duke përdorur ekzaminimin fenotipik sesa metodat e bazuara në objektiv (28 barna të miratuara kundrejt 17, respektivisht) - dhe është edhe më e habitshme duke marrë parasysh se ishte një qasje e bazuar në objektiv, e cila kishte qenë një fokus kryesor gjatë periudhës së deklaruar.
Kjo analizë me ndikim shkaktoi një rilindje të paradigmës fenotipike të zbulimit të barnave që nga viti 2011 - si në industrinë farmaceutike ashtu edhe në akademi. Kohët e fundit, shkencëtarët në Novartiskreu një rishikimtë gjendjes aktuale të kësaj tendence dhe arritëm në një përfundim se, ndërsa organizatat e kërkimit farmaceutik hasën sfida të konsiderueshme me qasjen fenotipike, ka një numër në rënie të ekraneve të bazuara në objektiv dhe një rritje të qasjeve fenotipike në 5 vitet e fundit. Me shumë mundësi, ky trend do të vazhdojë përtej vitit 2018.
E rëndësishmja, përtej krahasimit të thjeshtë të qasjeve fenotipike dhe të bazuara në objektiv, ekziston një prirje e qartë drejt analizave më komplekse qelizore, si kalimi nga linjat qelizore të pavdekshme në qelizat primare, qelizat e pacientit, bashkëkulturat dhe kulturat 3D. Konfigurimi eksperimental po bëhet gjithashtu gjithnjë e më i sofistikuar, duke shkuar shumë përtej leximeve të njëanshme drejt vëzhgimit të ndryshimeve në ndarjet nënqelizore, analizave me një qelizë dhe madje edhe imazhin e qelizave.
6. Organet (trupi)-në-një çip
Mikroçipet e veshura nga qelizat e gjalla njerëzore mund të revolucionarizojnë zhvillimin e ilaçeve, modelimin e sëmundjeve dhe mjekësinë e personalizuar. Këto mikroçipa, të quajtur 'organ-në-patate', ofrojnë një alternativë të mundshme për testimin tradicional të kafshëve. Në fund të fundit, lidhja e sistemeve së bashku është një mënyrë për të pasur të gjithë sistemin "trup mbi një çip" ideal për zbulimin e drogës dhe testimin dhe vlefshmërinë e kandidatëve për ilaçe.
Ky trend tani është një çështje e madhe në hapësirën e zbulimit dhe zhvillimit të drogës dhe ne kemi mbuluar tashmë statusin dhe kontekstin aktual të paradigmës "organ-në-një-chip" në një kohët e fundit.mini-rishikim.
Ndërsa shumë skepticizëm ekzistonte rreth 6-7 vjet më parë, kur këndvështrimet në këtë fushë u artikuluan nga adoptues entuziastë. Megjithatë, sot kritikët duket se janë në tërheqje të plotë. Jo vetëm që kanë agjenci rregullatore dhe financuesepërqafoi konceptin, por tani është gjithnjë e më shumëmiratuarsi një platformë kërkimore e drogës nga farma dhe akademia. Mbi dy duzina sisteme organesh përfaqësohen në sistemet në çip. Lexoni më shumë për tëkëtu.
7. Biopprinting
Fusha e bioprintimit të indeve dhe organeve njerëzore po zhvillohet me shpejtësi dhe është, pa dyshim, e ardhmja e mjekësisë. E themeluar në fillim të vitit 2016,Cellinkështë një nga kompanitë e para në botë që ofron bioink të printueshëm 3D – një lëng që mundëson jetën dhe rritjen e qelizave njerëzore. Tani kompania printon pjesë të trupit - hundët dhe veshët, kryesisht për testimin e ilaçeve dhe kozmetikës. Ai gjithashtu printon kube duke u mundësuar studiuesve të "luajnë" me qelizat nga organet e njeriut si mëlçitë.
Cellink së fundmi ka bashkëpunuar me CTI Biotech, një kompani franceze e mjekësisë e specializuar në prodhimin e indeve të kancerit, në mënyrë që të avancojë ndjeshëm fushën e kërkimit të kancerit dhe zbulimit të ilaçeve.
Fillimi i ri i bioteknologjisë do të ndihmojë në thelb CTI-në të printojë kopje 3D të tumoreve të kancerit, duke përzier bioinkun e Cellink me një mostër të qelizave kancerogjene të pacientit. Kjo do t'i ndihmojë studiuesit në identifikimin e trajtimeve të reja kundër llojeve specifike të kancerit.
Një tjetër startup i bioteknologjisë që zhvillon teknologjinë e printimit 3D për printimin e materialeve biologjike - një kompani spinout e Universitetit të Oksfordit, OxSyBio, e cilasapo siguroi 10 milionë funtenë financimin e Serisë A.
Ndërsa bioprintimi 3D është një teknologji jashtëzakonisht e dobishme, ajo është statike dhe e pajetë sepse merr parasysh vetëm gjendjen fillestare të objektit të printuar. Një qasje më e avancuar është inkorporimi i "kohës" si dimensioni i katërt në bio-objektet e printuara (i ashtuquajturi "bioprinting 4D"), duke i bërë ato të aftë për të ndryshuar format ose funksionalitetet e tyre me kohën kur imponohet një stimul i jashtëm.Këtuështë një përmbledhje e detajuar mbi bioprintingun 4D.
Perspektiva mbyllëse
Edhe pa një zhytje të thellë në secilën prej tendencave kryesore të përshkruara, duhet të bëhet e qartë se AI do të marrë një pjesë gjithnjë e më të madhe të veprimit. Të gjitha këto fusha të reja të inovacionit biofarmë janë bërë në qendër të të dhënave të mëdha. Kjo rrethanë në vetvete parashikon një rol parësor për AI, duke vënë në dukje gjithashtu, si një passhkrim për këtë pasqyrim të temës, se AI përfshin mjete të shumta, analitike dhe numerike që i nënshtrohen evolucionit të vazhdueshëm. Aplikimet e AI në zbulimin e barnave dhe zhvillimin në fazat e hershme janë në pjesën më të madhe të synuara në zbulimin e modeleve dhe konkluzioneve të fshehura që lidhin shkaqet dhe efektet përndryshe të paidentifikueshme ose të kuptueshme.
Kështu, nëngrupi i mjeteve të AI që përdoren në kërkimin farmaceutik bien në mënyrë më të përshtatshme nën emërtimin e "inteligjencës së makinerisë" ose "të mësuarit me makinë". Këto mund të mbikëqyren nga udhëzimet njerëzore, si në klasifikuesit dhe metodat e të mësuarit statistikor, ose të pambikëqyrura në punën e tyre të brendshme si në zbatimin e llojeve të ndryshme të rrjeteve nervore artificiale. Gjuha dhe përpunimi semantik dhe metodat probabilistike për arsyetimin e pasigurt (ose të paqartë) luajnë gjithashtu një rol të dobishëm.
Të kuptuarit se si këto funksione të ndryshme mund të integrohen në disiplinën e gjerë të "AI" është një detyrë e frikshme që duhet të ndërmarrin të gjitha palët e interesuara. Një nga vendet më të mira për të kërkuar shpjegime dhe sqarime ështëQendra e Shkencës së të Dhënaveportal dhe veçanërisht postimet në blog nga Vincent Granville, i cili rregullishtsqaron dallimetndërmjet AI, prirjes së makinës, mësimit të thellë dhe statistikave. Të bëhesh i ditur mbi të gjitha gjërat e inteligjencës artificiale në tërësi është një komponent i domosdoshëm për të mbajtur krah për krah ose përpara çdo tendence biofarme.
Koha e postimit: Maj-29-2018