מחקר ציוני דרך שפורסם ב תָא חשפה פלטפורמת סינון אופטוגנטית ראשונה מסוגה, שפותחה על ידי מדענים ב- Biosciences משולבים, חברה ביוטכנולוגית המשלבת אופטוגנטיקה, כימיה ו- AI כדי לגלות טיפול במולקולות קטנות למחלות הקשורות לגיל. הפרסום החדש שנבדק על ידי עמיתים מדגים את יכולות הפלטפורמה על ידי החלתו על תגובת הלחץ המשולבת (ISR), מסלול איתות קשור להזדקנות ומחלות המעורבות במתן ניוון עצבי, סרטן וזיהום נגיפי.
ב תָא המחקר, מדענים משולבים במדעי הביולוגיה השתמשו בשליטה אופטוגנטית כדי להפעיל באופן סלקטיבי את ה- ISR, מה שמוביל לגילוי של מספר תרכובות ISR -Potentation הרגישות תאים לחוצים לאפופטוזיס מבלי לגרום לציטוטוקסיות בין סוגי תאים מגוונים – פרופיל טיפולי חמקמק שלא ניתן להשיג עם תרופות ISR מסורתיות בפיתוח. תרכובות העופרת שזוהו במחקר הראו פעילות אנטי-ויראלית רחבה-ספקטרום במבחנה, ותרכובת אחת הפחיתה משמעותית את הפתולוגיה של המחלה ואת הטיטרים הנגיפיים במודל עכבר של זיהום הרפסווירוס העיניים.
הפלטפורמה המגוונת המופיעה במחקר מאפשרת שליטה מדויקת ודינאמית של יעדים ותהליכים ביולוגיים, תוך ביטול נעילה של גישה חדשה וחזקה לגילוי תרופות. על ידי שילוב של תחומים מתוכננים ותגובה אור עם מסכים אוטומטיים לתפוקה גבוהה, הפלטפורמה חוקרת מערכות ביולוגיות עם דיוק זמני של אלפיות השנייה ורזולוציה מרחבית בקנה מידה מיקרון. מערכת מודולרית ייחודית זו מאפשרת לחוקרים לפתור השפעות מורכבות בזמן אמת, על פני יעדים מגוונים, סוגי תאים והקשרים רלוונטיים למחלות, ומספקת רמה של דיוק ובקרה שאינם ניתנים להשגה עם טכנולוגיות סינון קונבנציונאליות.
כלים לביולוגיה סינתטית כמו אופטוגנטיקה מאפשרים לנו לכוונן במדויק תהליכים סלולריים מורכבים, משהו שהקרנת התרופות המסורתית אינה יכולה לעשות. הפלטפורמה שלנו מאפשרת לנו להפעיל יעדים ונתיבים ספציפיים עם אור, לייצר קריאות נקיות וניתנות לפרשנות וגילוי תרכובות דיוק גבוה, לרוב עם מנגנוני פעולה חסרי תקדים, שהיו בעבר בלתי נגישים. "
מקסוול וילסון, דוקטור
בניגוד לסוכני הפרעה מסורתיים וכלים פרמקולוגיים, הפלטפורמה מאפשרת הפעלה סלקטיבית וספציפית מסלול ללא השפעות מבלבלות מחוץ למטרה או מערכית, מייצרת מערכי נתונים נקיים, בעלי אמינות גבוהה, בדרך. זה קריטי במיוחד בסינון פנוטיפי וגילוי מונע AI כאשר איכות הנתונים נותרה צוואר בקבוק עיקרי לחילוץ תובנות משמעותיות.
"עבודה זו של הצוות ב- Biosciences Integrated Biosciences היא הדגמה עוצמתית כיצד הביולוגיה הסינתטית יכולה לעצב מחדש את הגילוי הטיפולי", אמר ג'יימס ג'יי קולינס, Ph.D., מייסד משותף מדעי ויו"ר המועצה המייעצת המדעית ב- Biosciences Interpated, and Professorer of Enchange להנדסה רפואית ב- MIT. "באמצעות פלטפורמה חדשה זו, מדעי ביו משולבים יכולים כעת לחקור ביולוגיה רלוונטית למחלות ולחקור באופן שיטתי מרחב כימי ברמה של ניואנסים וספציפיות שהיו בעבר מחוץ להישג יד."
מעבר ל- ISR, הפלטפורמה האופטוגנטית המשולבת של Biosciences מציעה אסטרטגיה הניתנת להכללה לגילוי מולקולות קטנות המווסתות יעדים ומסלולי מסלולי סמים מורכבים, באופן מסורתי,, כולל אלה המרכזיים בהזדקנות. מכיוון שהמערכת מודולרית וניתנת לכוונון, ניתן להתאים אותה במהירות לחקור מגוון רחב של תהליכים ביולוגיים עם דיוק על פני הפנוטיפ-יתרון עיקרי על פני כלי סינון מסורתיים.
"זו רק ההפגנה הראשונה של מה שהפלטפורמה האופטוגנטית שלנו יכולה לעשות", אמר וילסון. "ביולוגיה סינתטית נותנת לנו את השליטה שאנחנו צריכים כדי לבנות מערכות גילוי מדויקות ורלוונטיות למחלות. המטרה שלנו היא להביא רמת דיוק זו למסלולים אחרים שבהם כלים קונבנציונליים נכשלו."
עבודה זו מחזקת עוד יותר את מנוע הגילוי המונע AI של החברה, הממנף רשתות עצביות גרפי – ארכיטקטורה שהצוות עזר לחלוץ באמצעות מחקרים יסודיים שפורסמו בהם טֶבַע– הזדקנות טבע וכן פרוטוקולי טבעו יחד, התקדמות זו מיקום משולבת ביולוגית משולבת בחזית העידן החדש בגילוי תרופות, שם מתכנסים נתוני נאמנות גבוהה ומודלים חישוביים מתוחכמים כדי לפתוח הזדמנויות טיפוליות בלתי נגישות בעבר.
