Beaucoup des médicaments les plus fiables d’aujourd’hui sont si connus pour leur large éventail de médicaments potentiellement graves … [+] effets indésirables, ils sont connus dans l’entreprise comme des «drogues sales». La société de biologie synthétique Octant Bio a développé une meilleure façon de concevoir des médicaments pour les maladies les plus courantes et les plus complexes comme le diabète et les maladies cardiaques.
Octant Bio
Beaucoup des médicaments les plus fiables d’aujourd’hui sont des outils contondants. En cas de succès, ils se lient à une cible spécifique dans le corps pour soulager la douleur ou la dépression, arrêter un cancer, réduire le cholestérol ou supprimer une toux. Mais ils ne s’arrêtent pas là. Ils se lient également à de nombreux autres récepteurs, provoquant des effets secondaires qui peuvent aller d’une bouche sèche inoffensive à des réactions potentiellement mortelles.
Ces médicaments multi-récepteurs sont si connus qu’ils sont connus de manière informelle dans le domaine de la pharmacologie comme des «drogues sales».
Octant Bio a récemment levé 30 millions de dollars de série A pour y remédier. La startup de biologie synthétique basée à Bay Area, en Californie, utilise une approche dont vous n’avez peut-être jamais entendu parler, mais que vous n’avez certainement pas entendu la dernière.
Polypharmacologie: une nouvelle approche
« La polypharmacologie n’est pas un terme que nous avons inventé », explique Sri Kosuri, cofondateur et PDG d’Octant. Il dit que la plupart des drogues sales dont nous dépendons fonctionnent précisément car ils se lient à de nombreux récepteurs différents, souvent différents aspects de la maladie traitée. L’équipe de Kosuri se penche sur l’approche multi-récepteurs en appliquant une biotechnologie avancée dans la poursuite de la polypharmacologie – la conception de médicaments qui agissent sur plusieurs cibles ou voies de maladie. Ce faisant, Kosuri pense qu’Octant peut non seulement trouver des médicaments sans effets secondaires indésirables, mais aussi de meilleurs candidats pour traiter des maladies multi-cibles très complexes comme l’obésité et le diabète.
Octant co-fondateur et PDG Sri Kosuri
Octant
«Les 30 dernières années ont été axées sur la spécificité de l’industrie pharmaceutique», explique Kosuri. À l’aide de technologies telles que la modélisation de la structure des protéines, les thérapies géniques et CRISPR, les médicaments ont été conçus pour cibler des cibles spécifiques: un gène responsable d’une maladie ou un biomarqueur qui différencie une cellule cancéreuse. «Il y a eu beaucoup de succès», explique-t-il, «mais la plupart d’entre eux se situent dans des domaines comme les maladies rares et le cancer, maladies qui sont génétiquement distinctes dans leur nature.»
Mais pour les maladies plus courantes aux causes multiples, comme les maladies cardiovasculaires, le diabète, la maladie d’Alzheimer et les maladies mentales, Octant spécule que cette thèse traditionnelle de l’administration de médicaments – trouver une cible, une cible médicamenteuse – pourrait ne pas être la meilleure approche. Ces maladies complexes, qui peuvent émerger des interactions de milliers de voies biologiques, se sont révélées insaisissables pour les entreprises qui suivent toujours la tendance à cible unique.
«Les efforts pour rendre les drogues sales plus spécifiques d’aujourd’hui n’ont pas conduit à des traitements plus efficaces», explique Kosuri, «non pas parce que nous n’avons pas pu rendre les médicaments plus spécifiques, mais parce que ces médicaments n’ont tout simplement pas fonctionné aussi bien. » C’est peut-être l’une des raisons pour lesquelles l’innovation médicamenteuse a été lente pour les maladies complexes mais courantes.
La sauce spéciale de la technologie Octant
Au cours de la dernière décennie, deux domaines complémentaires ont émergé des laboratoires universitaires pour révolutionner l’industrie des sciences de la vie: la biologie synthétique et la biologie computationnelle. La biologie synthétique utilise des outils et des techniques génétiques pour concevoir des systèmes biologiques, tandis que la biologie computationnelle utilise la puissance croissante de l’apprentissage automatique (alias l’intelligence artificielle) pour analyser des données biologiques massivement complexes. Bien que ces deux ensembles d’outils soient puissants en eux-mêmes, leur combinaison peut entraîner le déblocage d’outils et de plateformes complètement nouveaux pour les sciences de la vie et la découverte de médicaments.
Octant combine la biologie synthétique et la biologie computationnelle pour créer une plate-forme qui peut mesurer l’impact d’un médicament sur les voies cellulaires. Au début, Octant se concentre sur un groupe de récepteurs de signalisation cellulaire appelés récepteurs couplés aux protéines G, ou GPCR, qui vivent à la surface externe des cellules humaines et déclenchent une activité au sein de la cellule. (Environ un tiers de tous les médicaments sont des modulateurs GPCR, ce qui représente environ 10% des ventes pharmaceutiques mondiales, soit environ 100 milliards de dollars.)
Octant conçoit des cellules de sorte que lorsqu’un médicament affecte l’un de ces GPCR, la cellule libère un signal de code-barres génétiquement codé unique. En mesurant ces signaux sur des milliers de cellules modifiées, Octant cartographie les effets complets d’un produit chimique sur des centaines de GPCR potentiels. En analysant les données de ces expériences à haut débit, Octant peut identifier le produit chimique optimal pour atteindre un ensemble de cibles souhaité de la bonne manière.
Octant utilise cette plateforme pour voir comment les médicaments actuels, les médicaments candidats qui ont échoué et les produits chimiques naturels ont touché les centaines de GPCR dans une cellule humaine donnée. En comparant les «hits» d’un produit chimique à ses effets et toxicités connus, Octant peut alors prédire un ensemble de cibles qui permettront à la fois de traiter la maladie et d’éviter les effets secondaires indésirables.
« Octant est construit autour de deux buts », a déclaré Kosuri. «La première consiste à identifier les zones douces polypharmacologiques que nous pourrions vouloir atteindre, et la seconde est de savoir comment nous construisons de petites molécules pour y parvenir.»
Après avoir identifié ces points faibles, Octant se tourne vers sa plate-forme de biologie synthétique, utilisant l’expérimentation à haut débit pour tester une vaste gamme de produits chimiques, puis affinant pour trouver la meilleure molécule pour atteindre un ensemble cible particulier. Contrairement au processus d’identification des cibles basé sur des hypothèses, le programme de découverte d’actifs d’Octant est basé sur des données empiriques. Il englobe l’expérimentation à haut débit, le big data et l’apprentissage automatique similaires à ceux des entreprises spécialisées dans la biologie computationnelle (par exemple, Recursion Pharmaceuticals ou AbCellera). C’est la beauté de la plate-forme d’Octant Bio – ils ont construit un moyen de collecter des données biochimiques en masse, puis de les analyser à la fois rationnellement avec des chercheurs humains et empiriquement en utilisant des moteurs de calcul.
La plateforme d’Octant a la capacité de détecter un petit nombre de molécules d’ARN. En réponse à Covid-19, la société a réorienté cette fonctionnalité pour l’utiliser dans la détection du virus au cœur de la pandémie. Octant a mis cette méthode, appelée SwabSeq, gratuitement à la disposition de la communauté des chercheurs pour aider à surmonter certains goulots d’étranglement dans les tests de coronavirus, y compris la purification de l’ARN, les machines qPCR et l’automatisation. Octant rapporte qu’un certain nombre de groupes, d’entreprises et d’établissements universitaires ont déjà utilisé le protocole SwabSeq.
Vue d’ensemble: un atlas pour le traitement des maladies complexes
La vision globale d’Octant ne se limite pas à la découverte de candidats-médicaments individuels. La société vise également à construire une carte définitive des interactions chimiques-cellules, dans le but ultime de fournir une solution chimique à toute physiologie humaine complexe. Si vous pouvez trouver un ensemble de vecteurs cibles GPCR associés à une maladie, Octant peut concevoir le produit chimique. (La plate-forme peut même être appliquée aux saveurs et aux parfums, que notre corps ressent à travers le goût et les récepteurs olfactifs GPCR.)
Dans le passage à une approche de la biologie computationnelle fondée sur les données, Octant adopte un modèle commercial très différent du modèle à haut risque et à haut investissement observé dans la pharma traditionnelle. En agissant comme une ressource centrale que tout chercheur peut utiliser pour trouver et construire un candidat-médicament multi-cibles, Octant peut 1) diversifier son pipeline, 2) minimiser le temps et le coût en interne pour identifier les vecteurs cibles de maladies, et 3) se concentrer sur les maladies qui ont des vecteurs cibles connus. Grâce à sa cartographie chimique-cellule unique, Octant sera en mesure de fabriquer les médicaments polypharmacologiques les plus ciblés, et ils pourront le faire plus rapidement et à moindre coût que ses concurrents potentiels.
Une équipe différente, une stratégie différente
Octant Team
Octant
Octant a un pedigree unique. Kosuri lui-même est l’ancien scientifique de George Church, un pionnier de la biologie synthétique et un entrepreneur en série. Le cofondateur de Kosuri est Ramsay Homsany, anciennement de Google et Dropbox, qui en est le président. Le conseil d’administration d’Octant comprend notamment Jason Kelly de Ginkgo Bioworks (la première licorne de la biologie synthétique), le luminaire universitaire Charles Zuker et Vijay Pande, biophysicien de Stanford et partenaire d’Andreessen Horowitz, qui a ancré la série A. de l’entreprise. Que voit cette équipe dans L’approche d’Octant?
«Il y a beaucoup de gens qui travaillent sur l’immunothérapie contre le cancer et de nouvelles façons d’atteindre la spécificité grâce à l’IA», me dit Kosuri. « Mais personne d’autre ne travaille sur les types de choses sur lesquelles nous travaillons. » À une époque où les sociétés pharmaceutiques évitent la recherche compliquée de traitements complexes des maladies, Octant et ses dirigeants estiment que doubler la complexité va conduire à l’avenir de la découverte de médicaments.
«Nous faisons un pari fondamental que nous n’allons pas trouver un seul objectif», dit-il.
Le vrai pari d’Octant est que de meilleurs outils pour comprendre la biologie de base des maladies complexes seront bientôt développés. Ces outils permettront aux chercheurs d’identifier des traitements médicamenteux potentiels nouveaux et prometteurs. De telles découvertes peuvent être faites par Octant lui-même, par une entreprise cousine ou l’un des nombreux laboratoires universitaires et biotechnologies développant des outils et des modèles de recherche spécifiques aux maladies. Quel que soit le découvreur, Octant sera leur partenaire naturel pour traduire la science fondamentale en traitements et cures.
Suivez-moi sur Twitter à @johncumbers et @synbiobeta. Abonnez-vous à mes newsletters hebdomadaires sur la biologie de synthèse. Merci de Matthew Kirshner pour des recherches et des rapports supplémentaires dans cet article. Je suis le fondateur de SynBioBeta, et certaines des entreprises sur lesquelles j’écris, dont Ginkgo Bioworks, sont des sponsors du Conférence SynBioBeta et résumé hebdomadaire–voici la liste complète des sponsors SynBioBeta. Je suis également partenaire opérationnel de la société de capital-risque DCVC, qui a investi dans Recursion Pharmaceuticals et AbCellera.