Einsatz künstlicher Intelligenz zur Entdeckung therapeutischer Antikörper
Ehemaliger EMBL-Mitarbeiter gründet Start-up für eine breitere, schnellere und kostengünstigere Entdeckung von Antikörpern durch maschinelles Lernen und computergestützte Biophysik
Antikörper sind ein wichtiges Instrument im Arsenal des menschlichen Immunsystems gegen Krankheiten. Sie heften sich an Bakterien, Viren, Pilze oder Toxine und markieren sie, um sie zu zerstören oder aus dem Körper zu entfernen.
Bildunterschrift: Die EMBL-Wissenschaftler, die die KI-gesteuerte Technologie zum Design von Proteinen entwickelt haben, die DenovAI nutzen wird. Von links nach rechts: Michael Jendrusch, Kashif Sadiq, Jan Korbel
Kinga Lubowiecka / EMBL
Diese Fähigkeit, fremde und schädliche Moleküle und Organismen zu erkennen und zu markieren, ermöglicht den therapeutischen Einsatz von Antikörpern, einschließlich der Behandlung oder Vorbeugung von Krankheiten wie Krebs sowie Autoimmun- und Stoffwechselerkrankungen. Doch obwohl therapeutische Antikörper ein großes Potenzial bieten, ist die Auswahl eines vielversprechenden Kandidaten aus Milliarden potenzieller Antikörpersequenzen mühsam, teuer und in vielen Fällen unwirksam, wenn es darum geht, funktionale Antikörper zu identifizieren.
Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat der ehemalige EMBL-Mitarbeiter Kashif Sadiq kürzlich ein Start-up-Unternehmen gegründet: DenovAI Biotech. Das Unternehmen wird eine Plattform auf dem Gebiet des De-novo-Proteindesigns schaffen, einem rechnerischen Ansatz, bei dem Proteine von Grund auf neu entworfen werden, anstatt eine bekannte Struktur zu verwenden. Das Unternehmen wird in erster Linie eine KI-gestützte biophysikalische Lösung entwickeln, die potenzielle Antikörper und kleine biologische Proteine entdecken und vorschlagen kann, welche davon therapeutisch genutzt werden könnten. In naher Zukunft könnte es auch Fähigkeiten anbieten, die über pharmazeutische Biologika hinausgehen, einschließlich Diagnostik, Enzym- und Biomaterialdesign. DenovAI wird auf den jüngsten Fortschritten bei der Vorhersage von Proteinstrukturen, Algorithmen der künstlichen Intelligenz, Verfahren der molekularen Biophysik und der zunehmenden Verfügbarkeit experimentell ermittelter Antigen-Antikörper-Strukturen aufbauen.
Mit Hilfe von DenovAI will Sadiq KI und Biophysik kombinieren, um die Sequenzen und Strukturen von Antikörpern zu entdecken, die jedes beliebige Proteinantigen erkennen und stark daran binden können. "Diese Art von Ansatz hat es bisher noch nicht gegeben", so Sadiq. "Wir haben auf dem Gebiet der therapeutischen Antikörper große Fortschritte gemacht, von der Vergrößerung der Antikörperbibliotheken bis zur funktionsorientierten Entdeckung, aber der Prozess der Entwicklung neuer Medikamente ist immer noch unglaublich langsam, sehr teuer und ineffizient. Mit der Unterstützung von AION Labs und seinen Partnern hoffen wir, eine bahnbrechende Lösung zu entwickeln, die das gesamte Feld umkrempelt und die Entdeckungszeiten von Monaten auf Tage verkürzt. Dies könnte den Anwendungsbereich der Antikörpertherapie auf viel mehr Krankheiten ausweiten."
DenovAI ist das zweite Start-up-Unternehmen, das von den in Israel ansässigen AION Labs gegründet wurde, die Start-ups mit Hilfe eines einzigartigen Innovationsmodells gründen, das von BioMed X unterstützt wird. DenovAI wird durch Investitionen der führenden Pharmaunternehmen Pfizer, AstraZeneca, Merck und Teva unterstützt, mit enger Unterstützung von Amazon Web Services (AWS) und zusätzlicher finanzieller Förderung durch die Israel Innovation Authority und den Israel Biotech Fund.
"An der Schnittstelle zwischen Biophysik, Biotechnologie und KI hat DenovAI das Potenzial, die Innovation in der Arzneimittelforschung zu revolutionieren. Das ist unser gemeinsames Ziel", sagte Mati Gill, CEO von AION Labs. "Wir freuen uns darauf, DenovAI unsere starken Ressourcen und unser Mentoring zur Verfügung zu stellen, während wir gemeinsam an einer Lösung arbeiten, um die pharmazeutische Herausforderung der Auswahl von Wirkstoffkandidaten aus Antikörpersequenzen zu meistern."
Während seiner Zeit in der Forschungsgruppe von Jan Korbel am EMBL Heidelberg erfand Sadiq zusammen mit dem EMBL-Doktoranden Michael Jendrusch eine KI-gesteuerte Technologie zum Design von Proteinen. Mit DenovAI will Sadiq diese Technologie, die von der hundertprozentigen kommerziellen Tochtergesellschaft des EMBL an das Unternehmen lizenziert wurde, nutzbar machen: EMBL Enterprise Management Technology Transfer GmbH (EMBLEM). Jendrusch wird ebenfalls zu den Bemühungen des Unternehmens beitragen, während er seine Doktorarbeit am EMBL Heidelberg abschließt. "Es ist eine fantastische Gelegenheit für mich, an der Umsetzung unserer theoretischen Forschung in reale Anwendungen mitzuwirken", so Jendrusch.
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