Российские фармацевты поставят синтез новых генов на поток
Компания BIOCAD поставит синтез новых генов на поток.
Российскими фармацевтами разработана новая “умная” технологическая платформа для создания лекарств, которые могут сделать прорыв в мире терапии тяжелых онкологических и аутоиммунных заболеваний. Ученые из компании BIOCAD соединили методики синтеза генов de novo с техникой математического моделирования, что открыло перед ними поистине безграничные возможности. Это позволит быстро, а главное эффективно, создавать лекарства, активным компонентом которых будут не просто оптимизированные природные молекулы, а принципиально новые, никогда не существовавшие в природе.
Синтез новых генов на поток — Новая российская фарма работает на опережение западных компаний
Новая технологическая платформа уже была испытана на практике, в ходе одного из этапов лабораторных исследований по созданию нового препарата для лечения самого опасного рака кожи-меланомы. С ее помощью из нескольких миллиардов антигенсвязывающих фрагментов антител PD-1, было отобрано пару десятков молекул, которые способны блокировать функции этого рецептора, способствующего развитию и данного вида рака.
Впервые за многие десятилетия появился принципиально новый тип лекарственных средств. В настоящее время данная опухоль устойчива к большинству существующих химиотерапевтических препаратов, а клинический эффект на рост метастазов достигается примерно в 10-20% случаев. Использование же моноклональных антител к антигену PD-1, позволит остановить развитие опухоли у 30-40% больных, что станет настоящим прорывом в области терапии метастатической меланомы. И первыми доступ к данному лекарству, смогут получить именно российские пациенты. Препарат должен появится на рынке в 2018-2019 году.
На данный момент в США и Европе количество инновационных препаратов попадающих на рынки постоянно сокращается. Лишь считаные единицы лекарственных средств получают регистрацию. Это связано со множеством причин, таких как высокие затраты на проведение клинических исследований и бюрократические проволочки. Одним словом “Биг Фарма” находится в кризисе и пока она ищет выход из него, российская “Новая Фарма” может сыграть на опережение с выпуском инновационных препаратов, что позволит существенно поменять ситуацию на российском фармацевтическом рынке. Во-первых, российский рынок получит современные препараты нового поколения, а во-вторых, сможет избавиться от монополии западных компаний, которые завышают цены на жизненно важные препараты.
Синтез новых генов на поток — Математика помогает вычислить самое эффективное лекарство
“Умная” технологическая платформа создавалась специалистами BIOCAD для создания лекарственных препаратов на основе моноклональных антител в рамках проекта MabNext, но уже в настоящее время ее потенциально можно использовать при создании любых белковых инновационных лекарственных препаратов. “Умная” платформа работает на этапе лабораторной разработки субстанции препарата.
В самом начале формирования технологии, из огромного числа количества природных библиотек, которые содержат миллиарды антител, отбиралось несколько десятков тысяч, которые затем проходили самый тщательный анализ и лишь считаные единицы доходили до последнего этапа-доклинических исследований на животных. На каждом этапе приходилось отбирать лучшие молекулы в надежде отыскать именно ту, которая станет новым блокбастером. Скажем прямо, предугадать заранее, будут ли среди прошедших все испытания кандидатов успешные молекулы, которые помогут людям, было практически нереально.
С появлением “умной” технологической платформы, подход к поиску терапевтических молекул кардинально изменился. Уже в самом начале любого проекта сформирован целевой профиль молекулы, которая поможет пациентам, и на каждом этапе поиска известно, какими характеристиками она должна обладать. Отобранные в итоге антитела могут частично не соответствовать желаемому результату, тогда на помощь приходит биоинформатика.
При помощи математического моделирования на компьютере создается модель взаимодействия антитело-мишень, которая позволяет выяснить, какие изменения необходимо внести в структуру антитела, что бы обеспечить точное соответствие заданным на старте параметрам. Это позволяет заранее позаботится о физико-химических свойствах разрабатываемых молекул и нуклеотидном составе их генов, а потом воспроизвести нужный результат с помощью синтеза генов de novo из маленьких кирпичиков-олигонуклеотидов, которые получают химическим путем. Это позволит получить пациентам в будущем высококачественный лекарственный препарат.
Синтез новых генов на поток — От математической модели лекарств к его реальному воплощению в лаборатории
Методика высокопроизводительного синтеза генов de novo, в сравнении с классическими молекулярно-генетическими методами мутагенеза (изменения единичных нуклеотидов генетического кода), позволяет за несколько дней проверить все математические выкладки о функциональности потенциальных терапевтических молекул на практике, в реальных полевых условиях лаборатории. Благодаря использованию “умной” технологической платформы разработки белковых субстанции лекарственных препаратов, можно получить несколько тысяч самых разнообразных белковых молекул и проводить их характеристику в самые сжатые сроки.
Благодаря возможности оптимизации свойств уже отобранных кандидатов в процессе разработки, можно обеспечить высокое качество и эффективность создаваемых молекул. К примеру, использование биоинформатического анализа может предсказать “горячие точки” в аминокислотной последовательности антител или их фрагментов, изменение которых приведет к улучшениям свойств молекул, к примеру к таким, как увеличение аффинности или снижение возможной иммуногенности.
Синтез новых генов на поток — “Умная” технологическая платформа способна сама учиться и обучать других
Всего несколько лет назад лабораторный анализ молекул занимал от 7 до 14 месяцев, а из ручного труда выборка молекул ограничивалась несколькими сотнями, при этом всегда существовал риск человеческой ошибки. Благодаря внедрению “умной” технологической платформы, время, которое необходимо на разработку моноклонального антитела сократилось в 3 раза и составляет около 3-х месяцев, а объем анализируемых на старте молекул возрос до 40 000. Благодаря этому, создание новых препаратов будет происходить в гораздо более короткие сроки.
Современное роботизированное оборудование предоставляет в распоряжение ученых огромную массу данных, которая переводится в информационное облако, пространство in silico (математическую лабораторию). Это единая виртуальная база данных, которая доступна научным сотрудникам компании BIOCAD.
Роботизированное оборудование посылает напрямую в облако результаты каждого этапа исследования, а система сама собирает информацию и обрабатывает ее при помощи математических методов и готовит инструкции для последующих этапов. При этом, “умная” технологическая платформа легко обучаема. При накоплении все больших статистических данных от проекта к проекту, она вносит изменения в инструкции для дальнейших этапов исследования и будущих проектов.
Синтез новых генов на поток — Проверка будущим
Компания BIOCAD использует “умную” технологическую платформу в программе MabNext, в рамках которой создаются инновационные высокоэффективные препараты на основе моноклональных антител для лечения онкологических и аутоиммунных заболеваний. В настоящее время, на разных стадиях разработки находятся 15 инновационных лекарственных средств, к примеру-моноклональное антитело против интерлейкина-17, которое не имеет аналогов в мире и по всем характеристикам превосходит своих оппонентов, которые разрабатываются зарубежными компаниями.
Как заявил генеральный директор компании BIOCAD, Дмитрий Морозов:
В ближайшее будущее, мы планируем вывести нашу систему на новый уровень искусственного интеллекта. Уже в наше время российские фармацевты пытаются определить, чем будут лечить через несколько лет и какими свойствами будут обладать препараты будущего. Но для того, что бы создавать уже сейчас препараты нового поколения, необходим качественно новый подход, которым и является “умная” технологическая платформа. Копировать западные технологии в настоящее время не имеет никакого смысла, поскольку средний срок жизни любой инновации составляет около 5 лет. Учитывая время, которое понадобится на внедрение западной технологии в России – они уже будут устаревшими. Поэтому единственно верным путем для российской фармотрасли, является создание собственных принципиально новых технологий.
Компания BIOCAD была основана в 2001 году, когда был построен первый фармацевтический завод, который расположен в Красногорском районе Московской области. Его строительство обошлось компании в 8 миллионов долларов. В настоящее время компания входит в число ведущих российских фармацевтических компаний по количеству проводимых клинических исследований. Число сотрудников компании насчитывает свыше 700 человек, из которых 150, — это научные сотрудники исследовательских лабораторий. По итогам 2013 года выручка компании составила около 3 миллиардов рублей. Компания имеет ряд дочерних предприятий за пределами России, в таких странах, как Украина, Беларусь, Китай, США, Индия и Бразилия.