生物标记物可以提供宝贵的见解我们对人类疾病的理解,和可能的杠杆疾病早期诊断和精密医学方法。生物标志物的发现,然而,可能是一个具有挑战性的、漫长的过程,在有限的临床翻译。传统的生物标志物的发现主要集中在使用技术,如遗传标记新一代测序(门店)。发现技术进步超越基因组可以帮助识别生物标记,使一个更完整的理解人类疾病和导致优化治疗的发展和选择。
找出更多关于改善生物标志物的发现和下一代的重要性质谱分析(女士)的系统可以帮助填补当前生物技术上的差距,捷克葡萄牙直播采访了莫博士耆那教徒的生物标志物发现实验室的创始人兼首席执行官有见识的Bioanalytics。
安娜·麦克唐纳(AM):为什么生物标志物的发现和验证这样一个重要的领域?
莫博士Jain (MJ):将药物市场的成本继续上升,而每年批准的新分子实体数量继续下降——尽管重大技术进步和整体计算能力。今天的现实是,只有1 10候选药物进入临床研究将病人。大多数关于困扰临床试验阶段的失败率高,此时已经做了大量的时间和成本投资。百分之七十进入第三阶段的药物进入第二阶段,50%会失败,和大多数的失败源于人口缺乏有效性的药物测试。即使在药物做过开发管道和病人,我们知道,只有一小部分个人经验积极受益于药物的目的行动。
这些惊人的统计数据反映的事实通常会有大量的患者群体内异质性以及人类疾病。个人有相同的临床诊断,甚至相同的疾病病理可以有非常不同的路径,使他们从一个正常的疾病状态,这样,对任何给定的治疗反应很不一样。生物标记允许我们克服这种差异问题,基本上让科学界开发和部署有效药物更快、更有效率,成本更低。生物标记物增强我们对疾病的理解通过提供主机的读数和疾病因素影响生物过程,疾病进展和药物反应,使我们能够使给定的病人与他们特定的疾病过程,并最终与他们最有可能的治疗反应和受益。
更大的发现和使用生物标记物在药物项目将变换效率、成功率和患者结果在复杂疾病的区域。事实上,20000多个临床研究的分析包括多个治疗领域和临床代理发现统一一种药物的成功因素是是否发达的生物标志物。药物有一个相关的生物标志物2 - 10倍美国食品和药物管理局批准和更快的审批时间。生物标记物带来的最终价值更大的理解疾病辅助诊断、预后和治疗对齐。
问:限制了生物标志物的发现历史上什么?你是怎么开始改变这个吗?
答:所有的时间、精力和费用花在理解人类生理学和生物学,我们还是了解一个非常小的比例的总人力系统,无论是最多10%或更多的可能不到1%。这意味着超过90%的这个复杂的人类系统仍然是无法解释的。探索这个未知的空间是一个重要的过程,并从历史上看,技术限制我们的能力有限所以人体等复杂系统的有效。
发现这就是为什么高通量技术已经成为重要的在过去的十年里,在他们现在让我们广泛的样本数以千计数以百万计的数据点在一个人身上,他们的疾病。例如,感谢上天在癌症肿瘤的分类目前基于分子和基因突变的肿瘤,允许我们分层患者群体和发展提高反应药物针对这些特定的突变。随着这些技术的出现,使我们人类更大规模的测量,发现大大加速。
发现技术的挑战是,在过去的20年主要集中在基因和DNA。上天一直在改变癌症,但疾病的测序可能无法提供相同级别的洞察力?有许多常见疾病如心脏病、肺部疾病、中风、神经退行性疾病、自身免疫性疾病和肝脏疾病,以及怀孕和生物衰老等生理过程的基因不代表大多数的人群归因风险,因此可能不理解潜在疾病的关键流程和理想的治疗。
内部和外部的风险敞口的寿命——从我们住的地方,我们吃什么,我们闻到或吸烟,在我们肠道微生物,我们动态器官生理学——对生物过程产生深远的影响,疾病发展和进展,和治疗反应。这些动态的措施不是基因组中编码,而是在循环小分子化学。在这里有一个巨大的差距的技术允许我们提前小分子生物标志物的发现。这就是为什么我们集中我们的努力发展下一代女士系统快速探测人类疾病的非遗传性景观。
问:你能告诉我们更多关于女士你的下一代系统的发展?你遇到了什么挑战?
答:的并行测序使得我们测量和理解遗传变异在大量人口速度更快,我们着手开发技术,女士可以更快,并测量更多的生物学这并不特别来自于基因组。有成千上万的小分子在人类循环读出的动态影响的器官和细胞生理学,以及外生风险如饮食、生活方式、体育活动、毒物、环境、微生物和无数其他暴露对健康和疾病。智人的基本论点是,如果我们能够测量这些小分子的广度,无论是在一个简单的系统,比如细胞培养皿或复杂的血液标本像人类,那么我们可以开始了解和发现的非基因因素引起疾病。我们可以整合这些信息与遗传学建立一个更完整的人类生物学和更好地识别早期疾病的生物标志物检测,了解疾病的预后和课程,最终,让患者特定的疗法。
测量小分子的想法并不新鲜,但大规模的挑战实现这些测量一直是一个技术问题。我们的目标是使我们称之为“发现”女士,我们可以把一个复杂的biosample和测量成千上万的小分子在样本,包括未知的因素,但一个个化合物,这样做在成千上万的biosamples。这是所需规模的类型发现强大的生物标志物,理解他们的行为,并最终利用这些信息对药物开发和实现。
有几个技术问题,我们必须解决达到这一目标。从硬件的角度来看,你的身体如何开发系统,这个女士很快和你如何分类分子测量他们吗?从软件的角度来看,如何处理和提取产生的大量的数据搜集质谱仪在这种规模的操作吗?花了十多年的硬件和软件开发和创新来克服这些技术挑战,最终使发现的速度和规模,我们今天能够实现。一个关键创新发生在色谱分离与我们所说的发展快速液相色谱、rLC耦合的高分辨率质谱仪(在一个平台系统称为“rLC-MS”)。这些技术允许我们带一个复杂样品这样的血液,尿液,脑脊液,组织,细胞,眼泪,等等,并分离出标本的成千上万的化学物质组成。我们还必须建立后端软件系统,使我们能够处理成千上万的质谱文件在给定的时间,从中提取有意义的数据,和同质化这些非常复杂的数据集的方式使我们能够构建大型数据库非常健壮的发现。
今天,我们rLC-MS系统全面投入使用,并允许我们每biosample试验超过11000小分子生物标志物,以高通量的方式,每天超过4000个样本分析能力。在这种规模,我们可以探测人类生物学更大的深度和广度,包括未知的空间,真正改变我们的理解非遗传性疾病的基础。
问:是什么让你决定使飞跃失去2021年技术和形式有见识的?
答:这是一个过程,开始了十年半前,当我还是一个学生和一个博士后在波士顿地区和下一代测序只是来实现。我我的许多同事提出了这样一个问题:如果我们序列世界上每一个人,疾病我们能理解多少?事实证明,即使我们序列每个人,只有15 - 20%的疾病风险将解释道。听后,我开始着手创新质谱仪的概念帮助捕获80%的非基因信息仍然是未知的。
最初我们开发了原型高吞吐量的质谱在学术界,Jain实验室加州大学圣地亚哥,从行业和一些个人,政府,非营利的学术组织开始与我们联系来访问这些工具。需求是明确的,我们强烈地感觉到,我们必须民主化访问这些技术,因为他们可能真正改变药物开发和实现。这强调了我自己和我的最终决定Jain实验室同事、合伙人有见识的,现在失去Sapient在2021年。
旋转出聪明的让我们获得所需的资源构建下一代高通量质谱仪,本质上开发企业级分析平台。我们后来成长为一个组织,由个人很深的专业知识,跨越了分析化学和工程bioanalytics和监管流程,化学,数学,统计,计算机工程和计算机软件开发,以及人类生物医学。今天我们能提供我们的平台支持行业的商业赞助商,包括许多大型制药公司,正在开发下一行的疗法。
那之后问:平台发展得如何?你能分享这可能继续在未来几年内/聪明的未来计划吗?
答:虽然我们仍然在我们的整体进化的早期,我强烈感觉到我们现在正在做的——生物制药合作伙伴提供发现服务以支持他们的药物开发项目——就是我们最大的影响。我们的系统、软件和管道是健壮的,只会继续发展和加强我们继续分析更多的样品。与此同时,有相当多的研究和发展发生内部有见识的。我们产生自己的数据库在成千上万的生物样本,收集来自世界各地,每样品测量成千上万的分子,并最终整合这个非常丰富的数据一起遗传信息,纵向临床数据和人口我们称之为人类生物学数据库中的数据。聪明的和我们的数据资产持续增长,我们已经到达了一个点,允许这些数据资产新创挖掘和发现创新和发展早期诊断在许多、许多疾病领域,不仅我们自己内部的努力的一部分,但也支持我们的生物制药合作伙伴。
问:你能给我们一些聪明的技术是如何被使用的例子在研究吗?它使研究人员有什么区别呢?
答:基本上我们的技术可以应用在许多不同的方式来回答许多不同类型的问题,归结为寻找见解,驱动更好的理解病人,疾病,最终,药物疗法。
正因为如此,我们的工具的适用性横跨整个药物开发光谱从很早就发现,分析细胞和媒体,临床前系统,通过临床实现在第一阶段,第二、第三甚至第四阶段计划。我们可以发现与同伴诊断的生物标志物和告诉我们如果一个人是要对一个特定的药物,如果他们要有药物的副反应。我们还可以努力找到生物标记,确定新的治疗目标,并在临床前模型验证的具体目标。最终,我们可以识别生物标记,表示目标接触,让我们来了解药物可能会工作在活的有机体内一个人,提高理解pharmaco-dynamic响应。
技术的基本目标是找到并使用新的生物标记使我们对个别病人的理解和其特定的疾病过程,并确定最佳药物对他们的疾病。
莫博士Jain说安娜·麦克唐纳,临时管理编辑技术网络。捷克葡萄牙直播
