2019年2月7日/所有的故事

分子行为图:用预测分析加速研究

一个分子的行为是否像“龙虾”或“小龙虾”,可以预测它有一天成为一种药物的能力。

德国路德维希港艾伯维实验室的迈克尔·西德勒(Michael Siedler)和他的团队使用预测分析技术来研究分子的行为。

通过每一个实验来拓展知识

对孩子们来说,良好的行为会导致更多的屏幕时间。对于分子来说,良好的行为可以导致救命药物的发现。无论你是父母还是科学家,在这种良好行为发生之前预测它的能力可以节省时间、精力和努力。

虽然父母们没有这么幸运,但科学家们已经接近破解这个密码:艾伯维(AbbVie)的研究人员正在研究使用人工智能,帮助预测特定生物制药活性物质的行为。

利用一种被称为预测分析的数学模拟领域,结合一种新的智能实验室自动化解决方案,研究人员将能够通过每次实验进一步了解科学知识。艾伯维德国路德维希港实验室高通量筛选和高级配方科学的研究员和负责人Michael Siedler解释了这项技术对研究人员以及最终对患者的影响。

为什么预测分析对生物学研究如此重要?

Michael Siedler:在生物制剂研究领域,我们的科学家正在构建新的、非自然的分子,希望能使更好的治疗成为可能。但是,与天然分子相比,非天然分子有一个缺点:它们没有经历任何“进化”过程,而这一“进化”过程是保证足够稳定的重要原因之一。因此,我们需要在实验室中进行大量的实验来回顾性地稳定这些新分子。问题是,现代生物疗法的开发非常复杂,为了构建稳定的分子,我们需要大量的数据——这意味着这需要时间和资源,最终可能会推迟开发过程。狗万正网地址

这就是预测分析可以发挥作用的地方。一般来说,我们可以使用数据来预测某些事情,比如亚马逊根据我的消费者行为来确定哪些产品可能对我感兴趣。在我们的例子中,我们想要根据某些人造分子的结构来预测其稳定性,以便在实验室中进行更少和更有针对性的实验。

“大数据”并不是夸张的说法:在一个测试模块中,“Alfons”平均收集了105,408个数据点,以确定生物制药活性物质的稳定性。

那么,我们如何获取必要的数据呢?实际的过程是什么样的?

Siedler:大约四年以来,我们一直在路德维希港实验室研究一种新的开发概念,使自动化液体配方筛选,或“Alfons”。狗万正网地址

Alfons是一种新型的机器人,或者更确切地说,是一种用于筛选和分析生物制药分子的自动化仪器的装配线。其基本概念是标准化、小型化,并最终实现筛选这些人造分子的自动化。

简单地说,这意味着几件事:1)由于标准化,我们的测试总是在相同的条件下执行;2)由于试验的小型化,大大降低了对活性物质的需求,使我们的测试速度更快、效率更高;3)对于每一个新的测试,我们收集的数据-经过处理-添加到不断增长的整体数据集。

第三点是Alfons带来的最重要的好处,因为我们在每次跑步中获得了更多的科学知识。在某些情况下,结果可以转移到其他分子上。有了这些知识,我们最终可以更快、更有效地为患者提供治疗。

而不是近似。过去需要200g原料药,系统只需要大约。20g活性物质,生成约。电子可处理格式的数据多出1000倍。

Alfons是如何改变你的工作方式的?

Siedler:与几年前相比,我们今天的工作方式已经有了很大的不同,甚至仅仅是在团队建设的方式上也是如此。如今,我们需要IT、数据和数据库处理、软件集成和自动化领域的专家。这在几年前是不可想象的,当时我们的团队通常由实验室经理和大约三名具有制药、化学或生物背景的员工组成。

在过去,新的活性物质的开发往往是基狗万正网地址于和适应其他抗体的经验,这些经验在早期的实验中很有效。在某种程度上,这是基于直觉和模式识别。但通过预测分析,利用我们生成的各种数据,我们应该能够预测一个新分子将如何表现,以及在什么条件下它最稳定。这从根本上改变了我们的发展过程。狗万正网地址最终,我们将从以前对分子的有限理解转向全面理解。这意味着,对于一种全新的分子,我们将能够预测它是否以及在什么条件下足以稳定地应用于人类——它是“龙虾”还是“小龙虾”。

龙虾和小龙虾和药物开发有什么关系?狗万正网地址

Siedler:我们的蛋白质设计师非常有创意。他们给某些抗体命名,比如“龙虾”和“小龙虾”,因为它们的形式与某些海洋生物很相似。

使用新的分子组合,目的是开发更有效和有效地干预人体疾病过程的疗法。

阿尔方的下一个目标是什么?

Siedler:我们的下一个目标是实现测试的完全自动化。特定分子格式的数据位置越好,我们就能更好地用数学模型来补充实验,并在理想情况下取代它们。要做到这一点,我们必须汇集我们的知识,并以一种研究人员随时可以使用的方式处理它。通过这种方式,我们可以为最严重的疾病开发更多的创新疗法,并让患者尽可能快速和有效地获得它们。

媒体调查

Jaquelin芬利
电子邮件:jaquelin.finley@abbvie.com
电话:+ 1 847-937-3998

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