Integrated Biosciences公司的創(chuàng)始人Felix Wong博士和Max Wilson博士夢(mèng)想著打造最強(qiáng)效的藥物篩選方法。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這家生物技術(shù)公司宣布與Illumina Ventures Labs合作，將單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析融入其合成生物學(xué)和人工智能驅(qū)動(dòng)的小分子藥物發(fā)現(xiàn)引擎中。這個(gè)合作將為Integrated Biosciences提供資源、基礎(chǔ)設(shè)施和強(qiáng)大的測(cè)序能力，以生成數(shù)十萬(wàn)個(gè)小分子的轉(zhuǎn)錄組圖譜，了解每個(gè)分子對(duì)單個(gè)細(xì)胞的RNA表達(dá)產(chǎn)生的影響。

“我們正在進(jìn)行一項(xiàng)我認(rèn)為可以結(jié)束所有藥物篩選的工作。以往，你可能需要進(jìn)行一系列不同的測(cè)試，逐步提出單一問(wèn)題并獲得單一答案，直到找到合適的藥物。但是每個(gè)測(cè)試都會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄輸出。如果我們想知道我們需要藥物的是什么，那么這個(gè)特征的信息應(yīng)該在我們的數(shù)據(jù)中，只要我們的庫(kù)能夠?qū)⒓?xì)胞轉(zhuǎn)向這個(gè)表型狀態(tài)。” Wilson說(shuō)道。

2022年，Wilson和Wong邁出了實(shí)現(xiàn)最終藥物篩選的第一步，他們建立了一個(gè)平臺(tái)，用于破譯小分子對(duì)細(xì)胞對(duì)光遺傳擾動(dòng)驅(qū)動(dòng)的與疾病相關(guān)的表型的影響。這項(xiàng)工作為Integrated Biosciences的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。

去年底，當(dāng)時(shí)在MIT的James J. Collins博士實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任博士后研究員的Wong展示了他們的平臺(tái)可以用于識(shí)別新型抗菌藥物。但是Wilson和Wong將Integrated Biosciences的方向指向了衰老領(lǐng)域，以尋找與衰老相關(guān)的過(guò)程和疾病的治療策略。

“衰老非常復(fù)雜，涉及許多不同的途徑。但是如果你能夠找出特定的與衰老相關(guān)的途徑，那么你就可以開(kāi)始單獨(dú)研究它們。我們可以利用這些光遺傳工具來(lái)分離特定的途徑，然后開(kāi)始找出小分子如何作用于這些非常特定的與衰老相關(guān)的途徑。我們的合成生物學(xué)工具使我們能夠?qū)λダ蠘?biāo)志進(jìn)行合成控制?！?Wong解釋道。

Wilson和Wong希望通過(guò)添加單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)讀數(shù)的維度來(lái)幫助他們解開(kāi)衰老之謎，并找到模擬已知影響衰老和與衰老相關(guān)的過(guò)程和疾病的策略（如血液交換、運(yùn)動(dòng)或限制熱量攝入）的小分子組合。

“如果我讓你開(kāi)發(fā)一種模擬運(yùn)動(dòng)的藥物，你可能會(huì)有具體的靶點(diǎn)，但總體來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常困難的問(wèn)題。我們可以，例如，對(duì)類(lèi)似運(yùn)動(dòng)的整個(gè)轉(zhuǎn)錄組反應(yīng)進(jìn)行表征。然后，根據(jù)我們的圖譜，從中選擇出能夠模擬這種反應(yīng)的化合物組合。” Wong說(shuō)道。

Integrated Biosciences正在構(gòu)建地圖，通過(guò)使用來(lái)自年輕患者的人血清處理老化細(xì)胞，并繪制轉(zhuǎn)錄組反應(yīng)，然后他們將嘗試用小分子模擬這種反應(yīng)。

這并不是將小分子組合與細(xì)胞表型相匹配的首次嘗試，尤其是將化學(xué)重編程的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞狀態(tài)。但是Wong表示，Integrated Biosciences所做的與其他人所做的不同之處在于，他們?cè)诜肿雍蛿_動(dòng)的數(shù)量上提升了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從數(shù)千個(gè)到數(shù)十萬(wàn)個(gè)。

“在這個(gè)人工智能時(shí)代，數(shù)據(jù)至關(guān)重要。我們能夠生成不同的表型篩選結(jié)果，這使我們能夠追求這樣的合作伙伴關(guān)系，而不僅僅是專注于單一目標(biāo)。限制這樣的事情之一就是規(guī)模。通過(guò)與Illumina的合作，我們目前擁有了實(shí)現(xiàn)這樣的事情所需的規(guī)模、資源和原始測(cè)序能力。我們計(jì)劃需要大量的投資，并且我們必須發(fā)明新技術(shù)以在那個(gè)水平上進(jìn)行多重測(cè)序?！?Wong解釋道。

Integrated Biosciences在測(cè)序領(lǐng)域還與其他合作伙伴合作，尤其是Fluent Biosciences，以優(yōu)化大規(guī)模實(shí)驗(yàn)方案，篩選數(shù)十萬(wàn)個(gè)小分子。

Wong還提到，他希望結(jié)合表觀遺傳修飾的地圖，因?yàn)檠芯勘砻骷谆c衰老之間存在聯(lián)系，這是一個(gè)有爭(zhēng)議的概念，Wong認(rèn)為這個(gè)平臺(tái)可以幫助解析這個(gè)問(wèn)題。

“我們正在為藥物發(fā)現(xiàn)建立這個(gè)基礎(chǔ)地圖，以及許多不同的小分子如何影響RNA、甲基化等，我們的想法是，如果將所有這些信息結(jié)合起來(lái)，最終我們將擁有一個(gè)藥物發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)模型和我們想要藥物的一切。” Wong說(shuō)道。

雖然Integrated Biosciences充滿潛力，但仍然是一家處于早期階段的公司。目前，他們主要的成果是在他們的方法上發(fā)表了幾篇論文，但他們尚未展示出任何臨床前候選藥物的命名，更不用說(shuō)臨床試驗(yàn)了。