Les tests ADN sont l’une des percées les plus importantes de la médecine moderne. Aujourd’hui, n’importe qui peut recevoir des informations personnalisées sur ses gènes et son ascendance avec juste un peu de salive. Aujourd’hui, une entreprise basée à Seattle s’efforce d’apporter une analyse tout aussi approfondie à un autre ensemble de molécules complexes chez l’homme : les billions de protéines circulant dans notre corps.
Nautilus Biotechnology, une entreprise fondée en 2016 par Sujal Patel de Seattle et Parag Mallick de la région de la baie de San Francisco, développe un appareil qui, selon eux, sera capable d’identifier et de compter 95% des différents types de protéines dans un échantillon biologique.
L’entreprise souhaite mesurer les machines clés à l’intérieur des cellules avec un niveau de détail qui n’a jamais été fait auparavant. Les outils existants, dit-il, ne peuvent mesurer que jusqu’à 8% des différents types de protéines dans les échantillons de sang.
Nautilus dit que ces mesures de protéines, qui sont uniques à chaque personne et changent tout au long de la vie des gens, aideront non seulement les médecins à identifier des formes de maladies plus spécifiques, mais aideront également les sociétés pharmaceutiques à trouver des médicaments plus précis avec moins d’effets secondaires.
« Toutes ces choses dans leur totalité vont transformer le paysage des soins de santé », a déclaré Patel, ajoutant que ces nouvelles capacités apporteront « un nouveau paradigme » pour la médecine dans les décennies à venir.
La société est devenue publique en juin grâce à une fusion avec Arya Sciences, une société publique existante, accédant ainsi à un financement supplémentaire de 345 millions de dollars. Aujourd’hui, la société compte plus de 100 employés répartis entre Seattle et la région de la baie, et a une capitalisation boursière d’environ 1 milliard de dollars.
Nautilus est l’une des nombreuses entreprises à croissance rapide du secteur des sciences de la vie à Washington. C’est une arène qui a vu près de 4 milliards de dollars de transactions au premier semestre 2021, allant des financements privés aux acquisitions et aux introductions en bourse. Les entreprises des sciences de la vie ont jusqu’à présent dominé les introductions en bourse de l’État au premier semestre 2021.
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Dès le début, Nautilus a été soutenu par la société de capital-risque de Jeff Bezos, Bezos Expeditions, le cofondateur de Microsoft, Paul Allen, Vulcan Capital et Madrona Venture Group, basé à Seattle.
Alors que d’autres entreprises construisent également de nouvelles machines d’analyse des protéines, les experts et les clients potentiels ont exprimé leur enthousiasme pour l’approche de Nautilus. Mallick, scientifique en chef de Nautilus et le cerveau derrière sa technologie, est confiant : « Ce n’est pas tous les jours que vous avez… de travailler sur quelque chose qui est l’opportunité de changer toute la biologie.
Le « Saint Graal » des tests de diagnostic
Les cellules humaines peuvent contenir environ 20 000 types différents de protéines, avec des fonctions cruciales allant de la digestion à la protection contre les maladies. Chaque cellule a une quantité variable de chaque protéine ; il pourrait y en avoir aucun, un ou 1 million d’exemplaires, selon la cellule.
Le problème est que les scientifiques ne disposent pas d’un excellent moyen de compter le nombre de chaque type de protéine qu’une cellule possède. À l’heure actuelle, les outils sont coûteux, inefficaces et ne peuvent compter qu’une fraction de toutes les protéines. Et contrairement à l’ADN, qui reste en grande partie inchangé tout au long de la vie d’une personne, les niveaux de protéines fluctuent constamment, en fonction de l’alimentation, de la santé et de l’environnement d’une personne.
Nautilus s’attaque à ce problème en construisant une machine qui, selon lui, sera capable de quantifier le nombre de chaque type de protéine existant dans un échantillon. Son objectif final est de fournir un «protéome» ou un profil complet montrant les quantités de chaque protéine dans des échantillons de sang ou des échantillons de tissus provenant de différents organes du corps humain.
Alors pourquoi compter les protéines ? La recherche montre que les cellules saines et les cellules malades ont des quantités et des formes différentes de chaque protéine. Par exemple, les cellules cancéreuses peuvent contenir plus de protéine A que de protéine B. Sachant cela pourrait aider de deux manières : Premièrement, les médecins pourraient rechercher des niveaux plus élevés de protéine A pour détecter le cancer à un stade précoce. Deuxièmement, les chercheurs pourraient mieux concevoir des médicaments pour cibler la protéine A.
Nautilus pourrait être sur la bonne voie pour concevoir « le Saint Graal » des tests de diagnostic, a déclaré le Dr Joshua LaBaer, un oncologue qui a fondé l’Institut de protéomique de Harvard et conseille Nautilus.
Mesurer les protéines avec autant de détails « changera, modifiera, affinera fondamentalement » la façon dont nous classons les maladies, a déclaré le Dr Caroline Popper, pathologiste et présidente de Popper and Company, une société de conseil basée à Baltimore qui conseille les sociétés de découverte de médicaments et de diagnostic médical. « Nous pourrons sous-grouper les maladies avec beaucoup plus de granularité », a-t-elle déclaré.
Par exemple, alors que l’étude de l’ADN a permis de détecter près d’une demi-douzaine de types différents de cancer du sein, la technologie de Nautilus pourrait être en mesure de découvrir et de traiter des formes encore plus spécifiques, a déclaré LaBaer. C’est pourquoi le travail effectué par Nautilus entre dans une catégorie souvent appelée «médecine de précision», a-t-il déclaré.
Autre exemple : COVID-19. Mallick a déclaré qu’il a été démontré que la manière dont le coronavirus affecte physiquement chaque personne différemment « cristallise le besoin d’une technologie … qui peut vraiment entrer et comprendre, sur une base personnelle, ce qui se passe et que pouvons-nous faire à ce sujet ».
Un modèle économique « familier »
Lorsque Patel et Mallick ont lancé l’entreprise, leur objectif était simple. « Quiconque veut un protéome obtient un protéome », a déclaré Mallick.
Étant donné que le nombre de protéines est unique à chaque personne, certains peuvent établir des similitudes entre la technologie de Nautilus et les services de tests ADN comme ceux offerts par 23andMe, basé en Californie, grâce auxquels les clients écouvillonnent leur salive et reçoivent une analyse de leurs gènes avec des informations sur les risques génétiques pour la santé, ascendance et plus.
Mallick a souligné qu’en coulisse, le service de 23andMe repose sur une technologie développée par une autre société californienne, Illumina, qui est largement reconnue pour avoir fait passer le coût des tests ADN de 100 millions de dollars à moins de 1 000 dollars. Illumina produit les machines qui sont utilisées non seulement par les entreprises de test ADN destinées aux consommateurs, mais également par les chercheurs, les hôpitaux et les sociétés pharmaceutiques.
Alors que 23andMe a une capitalisation boursière de près de 4 milliards de dollars, Illumina a une capitalisation boursière de plus de 70 milliards de dollars.
À certains égards, Nautilus vise à devenir l’Illumina de l’analyse des protéines, créant la capacité back-end qui peut être utilisée par les sociétés pharmaceutiques, les chercheurs universitaires et même les services destinés aux consommateurs.
« Serons-nous ceux qui vendent directement au consommateur ? Probablement pas », a déclaré Mallick. « Mais allons-nous permettre à une nouvelle classe d’entreprises de le faire ? … Je le crois absolument.
Alimenter le back-end des entreprises est quelque chose que Patel connaît bien. Sa société précédente, Isilon, qui a été acquise pour 2,6 milliards de dollars en 2010, a vendu du matériel et des logiciels de stockage de données à des entreprises du monde entier. « Le modèle de distribution m’est très familier », a déclaré Patel, soulignant son expérience dans la gestion d’une équipe de vente interentreprises et l’expédition de machines volumineuses et coûteuses aux clients.
Nautilus a déclaré que les commandes initiales de leur machine coûteraient environ 1,1 million de dollars, ce qui comprend également les logiciels et les services de maintenance pour les premières années. La société prévoit de lancer sa machine fin 2023.
Le marché mondial de la recherche sur les protéines est estimé par une source à 25 milliards de dollars en 2021, et plus du double d’ici 2026. Stuart Nagae, directeur de Vulcan Capital, un des premiers investisseurs de Nautilus, a déclaré qu’il n’était pas au courant de ces prévisions, mais a déclaré qu’il est difficile d’estimer la taille du marché parce que Nautilus crée des capacités de recherche sur les protéines qui n’ont jamais existé auparavant.
Concurrencer la « manière traditionnelle de faire les choses »
Nautilus n’est pas la seule entreprise à s’attaquer à ce problème. D’autres startups poursuivant le même objectif se répartissent globalement en deux catégories : celles qui essaient d’améliorer les machines existantes et celles qui inventent de nouvelles machines.
Dans cette dernière catégorie, Nautilus fait face à la concurrence de Quantum SI, basée au Connecticut, qui est devenue publique en juin et a une capitalisation boursière de plus de 1,6 milliard de dollars, et d’Encodia, basée en Californie, qui est privée.
Patel a déclaré qu’il se souciait moins de savoir qui pouvait finir sa machine en premier et plus concentré sur le long terme. Il a souligné qu’Illumina, non plus, n’était pas le premier dans son domaine, mais a finalement fini par devenir le plus réussi. « Notre sentiment est que nos principaux concurrents sur le marché seront la façon traditionnelle de faire les choses », a-t-il déclaré.
Il a dit qu’une clé différente est que les instruments des autres doivent « digérer » les protéines, ou les casser en plus petits morceaux, pour les compter. Cette casse perd des informations clés dans le processus. Nautilus, en revanche, garde les protéines intactes.
Cependant, certains scientifiques suggèrent que même si Nautilus réussit, les appareils existants serviront toujours à quelque chose. Le spectromètre de masse, une technologie couramment utilisée pour mesurer les protéines aujourd’hui, a été inventé il y a près d’un siècle et a été amélioré depuis. En 2020, le marché des spectromètres de masse était estimé à 4,1 milliards de dollars et devrait encore croître de 6,5 % par an. Comme la machine de Nautilus, les spectromètres de masse haut de gamme peuvent coûter jusqu’à 1 million de dollars.
Même si Nautilus pourrait être « le nouvel outil en ville … il ne remplace pas tous les autres outils que j’ai dans ma boîte », a déclaré le Dr Michele Pagano, président du département de biochimie et de pharmacologie moléculaire de l’Université de New York.
Pourtant, si la technologie fonctionne, Pagano a déclaré « mon espoir est qu’un jour je pourrai utiliser cette technologie pour mon propre travail. »