在我们的基因型和表型之间打开“黑匣子”

写的:

史蒂夫•里斯

发现生物学,发现科学,研发副总裁

Ultan McDermott

首席科学家,肿瘤耐药,研究和早期发展,肿瘤研发

我们的目标是使人们能够更长时间,更健康的生活通过将创新的科学转化为改变生命的药物。但我们有一个挑战:我们的五分之一的药物候选人将是成功的。虽然这明显高于行业平均水平,但我们努力做得更好。

在药物发现和开发过程中,许多潜在的药物在某些时候失败 - 他们要么没有按预期工作或导致不可接受的副作用,往往是由于没有正确理解潜在的生物学。因此,如果我们能够提高我们的药物发现管道的质量并对人们的生活带来有意义的差异,就会理解基本的生物学水平是必不可少的。


我们决心推进我们对疾病生物学的理解,以发现我们的目标是治疗,预防甚至治愈的疾病的新型司机。功能基因组学是一种我们可以做到这一点的一种方式。

Menelas Pangalos.Mene Pangalos,生物制药研发执行副总裁,阿斯利康。欧洲杯微信买球

为了解决这一挑战,我们专注于三个领域 - 人工智能(AI)/机器学习(ML),基因组学和功能基因组学。

AI从目标鉴定到临床试验,有真正的潜力彻底改变我们的药物发现和发展的所有阶段。AI使我们能够利用偏见的自由方法来探索巨大的数据集,以获得新的生物学洞察疾病原因。为了陪伴这一点,我们可以利用新技术和进一步自动化的药物发现过程,释放更多的时间来发现和递送尽可能多的新药物候选方案,我们可以从我们的创新管道中获取。例如,我们正在申请ML方法来揭示来自细胞和组织中药物作用的图像的新型生物洞察,同时挽救科学家的时间和成本。

通过我们的基因组学倡议在美国,我们现在可以获得大量有关人类基因组序列的数据。从成千上万的患者中,我们可以使用这些序列,通过提供对疾病生物学的新见解,识别新的药物靶点,支持临床试验的患者选择,以及将患者与最有可能使他们受益的疗法相匹配,来帮助改变药物的发现和开发。

功能基因组学专门研究基因组中包含的信息和这些信息的功能效应之间的联系,即基因的功能效应及其编码的蛋白质。这是很重要的,因为如果我们要开发更有效的疗法,真正了解潜在的生物学,我们需要打开我们的基因(基因型)和它们的作用(表型)之间的“黑盒子”,无论是在健康还是疾病。



为了帮助我们做到这一点,我们推出了功能基因组学中心与…合作癌症研究英国进一步了解单个基因的改变是如何单独或共同作用的,从而促使癌细胞生长、扩散或对治疗产生耐药性。我们的目标是利用这些信息来支持发现和开发更有效的治疗方法,并确定克服耐药性的新策略——这是治疗转移性疾病中最大的单一挑战今天。



该中心代表了我们对这一科学的承诺。摘要在米尔纳疗法学院在剑桥坐落在剑桥生物医学校园内,功能基因组学中心是一个前所未有的规模的旗舰倡议,将英国推动到克里普尔普尔申请的最前沿,并将重要的新见解患癌症。通过与癌症研究英国共同努力,该中心结合了我们的专业知识,使我们能够在英国合作推进这本科学。

在这项倡议的核心,谎言CRISPR / CAS9基因编辑技术,通常刚被称为CRISPR。自ITS2012年发现,CRISPR在生物学中是一种变革力,现在在全球的实验室中使用,以改变特定的DNA序列,具有前所未有的准确性和速度。


CRISPR如何工作?


我们计划使用从我们的合作伙伴在惠康桑格学院在英国剑桥,在广泛的癌细胞类型中系统地改变每种单一基因,并了解它如何影响生长和功能或有助于治疗抵抗力。

通过以三种不同的方式使用CRISPR - 完全淘汰基因(Crisprn)的功能,使其上调(Crispra)或下调它(Crispri) - 我们希望为癌症药物发现开发有价值的新生物学识别。例如,如果CRISPR筛网揭示似乎对癌细胞成为抗性对特定治疗抵抗的基因,则我们可以在细胞或动物模型中进行进一步的实验,以验证该基因作为潜在的药物靶标。

然而,大多数基因在复杂的网络中函数,而不是单独工作。So we’ll be using cutting-edge AI and machine learning algorithms to analyse genomic information and other biological datasets, drilling down into the biology of cancer cells with the aim of revealing rational combinations of genes or drugs that are most likely to have an effect.

我们也想超越在实验室的塑料培养皿中生长的单个癌细胞,这并不能代表真正的肿瘤在病人体内生长,我们希望探索更复杂的系统,如器官,动物模型,共培养甚至患者样本,以研究肿瘤微环境对肿瘤生长和耐药性的影响。

目前,药物开发研究集中于被认为是“可用药”的靶点,如激酶或细胞表面受体,可以用小分子抑制剂靶向。通过瞄准基因组中的每一个基因并了解它们的功能网络,与新的治疗方法如反义寡核苷酸,我们就可以扩展我们可用的治疗世界。我们还希望对CRISPR工具箱进行改进,提高其准确性和效率,减少脱靶效果。



我们非常兴奋地与其他世界领先的组织合作,利用CRISPR的力量 - 可以说是21岁的科学中最大的进步世纪。开启或关闭每个基因并询问发生了什么听起来可能是一个简单的问题,但直到最近我们才做到。但现在,如果我们关闭一个基因,细胞死亡,就会有一个潜在的药物靶点。或者,如果我们打开或关闭一个基因,细胞在临床中对药物不再有反应,这就是耐药性的机制。就在几年前,这种全基因组范围内的方法是不可想象的。


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