Naheed Kurji, Cyclican perustaja, presidentti ja toimitusjohtaja – Haastattelusarja

Naheed Kurji on Cyclican, torontoilaisen bioteknologiayrityksen, toimitusjohtaja ja presidentti. Cyclica hyödyntää tekoälyä ja laskennallista biofysiikkaa uudelleenmuokatakseen lääkekehitysprosessia. Cyclica tarjoaa lääketeollisuudelle integroidun, holistisen ja kokonaisvaltaisen alustan, joka parantaa tieteen ymmärtämistä siitä, miten lääkkeitä suunnitellaan, seulotaan ja räätälöidään potilaille. Yritys on äskettäin nimetty yhdeksi maailman 20 parhaasta AI-lääketeollisuusyhtiöstä Deep Knowledge Analyticsin toimesta.

Cyclica hyödyntää tekoälyä ja laskennallista biofysiikkaa uudelleenmuokatakseen lääkekehitysprosessia. Voitko kertoa, miten tekoälyä käytetään tässä prosessissa?

Teknologia on ollut tärkeässä roolissa lääkekehityksessä 80-luvulta lähtien. Lääkekehitys- ja kehittämisprosessi on kuitenkin edelleen hyvin tehottoman, aikaa vievä ja kallis, ja sen kustannukset ovat yli 2 miljardia dollaria 12 vuoden ajan. Huono tehokkuus johtaa usein korkeisiin hylkäys- ja epäonnistumisluokkiin lääketurvallisuuden ja -tehokkuuden osalta. Tutkijat ovat tietoisia tästä ja etsivät työkaluja, joilla voivat ymmärtää kokonaisvaltaisesti parhaiden lääkkeiden ominaisuuksia, jotta voivat kehittää turvallisempia ja tehokkaampia lääkkeitä.

Viimeaikaiset edistysaskeleet pilvilaskennassa, tekoälyssä ja biofysiikassa ovat mahdollistaneet syvän ymmärryksen laajoista biokemiallisista, biologisista, terveydenhuollon ja potilastietojen määrästä, jotta voidaan paremmin ymmärtää sairauksia. Nämä edistysaskeleet ovat myös mahdollistaneet lääkekemistien parantaa uusien hoitokeinojen suunnittelua ja käyttää tekoälyä, jotta voidaan saada enemmän ennustettavia oivalluksia lääkekehitysprosessin alkuvaiheessa. Cyclicassa olemme kehittäneet omat syväoppimismootorit, MatchMaker ja POEM, tukemaan lääkesuunnitteluprosessia. MatchMaker ennustaa, miten kemialliset yhdisteet ja lääkkeet vuorovaikuttavat useiden proteiinien kanssa, eli polyfarmakologia. Havaitsemme, että yhdistämällä tietopohjaisen ja rakenteen perustuvan lähestymistavan saavutimme suurimman ennusteen tarkin ja suorituskyvyn. POEM (Pareto-Optimal Embedded Modeling) on parametrivapaa valvottu oppimismenetelmä lääkeominaisuusmallien luomiseksi ja ratkaisee useita muita koneoppimismenetelmiä koskevia rajoituksia, mikä johtaa vähäisempään ylioppimiseen ja lisää tulkinettavuutta.

Cyclicassa käytämme tekoälyä antaaksemme tutkijoille vahvan ja validoidun alustan, jotta voidaan kiihdyttää päätöksentekoa ja hypoteesien muodostamista, jotta lääkekehitysprosessin tehokkuutta voidaan lisätä ja vähentää alirakenteiden määrää.

Cyclica on suunnitellut Ligand Design ja Ligand Express -alustan. Mitä tämä tarkalleen ottaen on?

Olemme ensimmäinen yritys, joka lähestyy laskennallista polyfarmakologiaa (ymmärrystä siitä, että lääkkeet vuorovaikuttavat useiden kohteiden kanssa) integroidulla lääkekehitysalustalla, joka tutkii molekyylivuorovaikutuksia proteomi-laajuisesti. Alustamme koostuu kahdesta pääosasta: Ligand Express, ensimmäisen sukupolven sivukohteiden profiilien ja kohde-epäselvyyden ratkaisualusta, ja Ligand Design, seuraavan sukupolven yksittäisen ja moninkertaisen kohdistetun lääkesuunnitteluteknologian. Ligand Express ja Ligand Design perustuvat kahteen sisäisesti kehitettyyn, validoituihin ja patentoiduihin koneoppimis- ja syväoppimismootoreihin: MatchMakeriin ja POEMiin. Syvällä juurtuneena proteiinibiofiikassa MatchMaker on syväoppiminen lääke-kohdevuorovaikutuksen moottori, joka yleistää sekä data-rikkaiden että data-köyhien kohderyhmien yli (ks. validointitiedot täältä ja täältä). POEM, joka on koneoppimistekniikkaa, jota käytetään absorptio-, distribuutio-, metabolismi- ja eritys- (ADME) ominaisuusennustamiseen, on uudenlainen, parametrivapaa lähestymistapa mallin rakentamiseen.

Kaikki yhteen laskettuna Ligand Design ja Ligand Express tarjoavat voimakkaan loppupään tekoälyllä tuetun lääkekehitysalustan edistyneiden, kemiallisesti uusien lääke-ehdokkaiden suunnittelua varten, jotka priorisoi yhdisteitä niiden polyfarmakologisen profiilin perusteella, vähentäen siten ei-toivottuja sivuvaikutuksia. Eroamme alusta avaa uusia mahdollisuuksia lääkekehitykselle, kuten moninkertaisen kohdistetun lääkesuunnittelun, lääkeoptimoinnin, ADMET-ominaisuusennustamisen, kohde-epäselvyyden ratkaisun ja lääkkeiden uudelleenohjauksen. Monipuolisen ja erittäin kyvykkään tiimin johdolla, jolla on syvät juuret koneoppimisessa, laskennallisessa biofiikassa/kemiassa/biologiassa, biokemiassa ja lääkekemiassa, jatkamme innovointia vahvan tutkimus- ja kehitystoimintamme kautta.

Kuinka tärkeää on lääkkeiden kehittämisen desentralisointi Cyclican liiketoimintamallissa?

Näkemys on desentralisoida lääkkeiden kehittämistä yhdistämällä syvät juuret tekoälyssä ja proteiinibiofiikassa innovatiiviseen liiketoimintamalliin. Cyclican eetoksen ytimessä on vankka halu auttaa potilaita edistämällä parempien lääkkeiden kehittämistä holistisen ja räätälöidyn lähestymistavan kautta.

Tämän vuoksi uskomme, että lääkekehityksen tulevaisuus on innovatiivisten tutkimuslaitosten ja nousevien biotekniikka-yritysten käsissä (kirjoitimme tästä aiheesta Forbesissa täällä). Tukeaksemme filosofiaamme, vuonna 2019 IQVIA raportoi, että nousevat biotekniikka-yritykset muodostavat yli 70 % koko tutkimus- ja kehitystoiminnan putkistosta (kasvavasti 50 %:sta vuonna 2003), ja nämä yritykset patentoi yli 2/3 uusista lääkkeistä vuonna 2018 (kasvavasti 50 %:sta vuonna 2010). Vaikka nousevat biotekniikka-yritykset johtavat innovaatioita lääkekehityksessä, suuret lääketeollisuusyritykset jatkavat sijoittamista myöhäisimmän vaiheen kliinisten kokeiden edistämiseen ja markkinointikanaviin myyntikanaviensa kautta.

Sarjan B -rahoituksella kiihdytämme kaupallisia suunnitelmia edistääksemme kasvavaa lääkekehitysohjelmistoa dekentralisoidun yhteistyömallin kautta. Tavoitteemme on luoda ja omistaa satoja lääkekehitysohjelmia useilla terapeuttisilla aloilla. Nämä ohjelmat luodaan spin-offeina ja yhteisyrityksinä (JV) huippuluokan tutkimuslaitosten kanssa, järjestely, jota helpottaa pääasiallisesti Cyclican Akateeminen Kumppanuusohjelma (CAPP).

Ajettaen nopeasti kasvavaa, yli 30 aktiivista ja edistyvää lääkekehitysohjelmaa, jatkamme innovaation sytyttämistä yhdistämällä venture-luomista ja yhteistyötä varhaisessa vaiheessa olevien ja nousevien biotekniikka-yritysten kanssa. Viimeaikaisiin yhteistyöhön kuuluvat EntheogeniX Biosciences, NineteenGale Therapeutics, Rosetta Therapeutics, Rare Diseases Medicine Accelerator ja kaksi salassapitoyhtiötä, jotka kattavat yli 50 ohjelmaa useilla terapeuttisilla aloilla. Dekentralisoidun liiketoimintamallin toteuttamisella, luomalla uusia yrityksiä spin-offeina ja yhteisyrityksinä ja auttamalla niitä kasvamaan, luomme biotekniikka-pipelinea tulevaisuutta varten.

Monet teidän teknologioista ovat pilvipohjaisia. Miksi tämä on niin tärkeää?

Pilviin pääsy mahdollistaa meille laskennallisen skaalautuvuuden työprosesseissamme sekä hyödyntäämme säädeltyä turvallisuusinfrastruktuuria. Lisäksi, aloittaessa yritystoimintaa, pilven käyttäminen ilman omaa laitteiston investointia oli kriittinen tekijä taloudelliselle elinkelpoisuudelle alkuvuosina. Tulevaisuudessa, vaikka suurin osa tutkimuksesta tehdään pilvessä, viime vuosien aikana olemme vähentäneet pilviripendenttisyyttämme, ja pystymme suorittamaan projekteja yksittäisillä koneilla. Tavoitteenamme on myös tukea yksityisten pilvi-asennuksia, koska uskomme, että tämä on asia, jota kumppanimme haluavat. Teknologisen kehityksen ansiosta voidaan tehdä yhdellä kannettavalla tietokoneella sellaisia asioita, jotka vaativat aiemmin useita koneita pilvessä, mutta jatkamalla pilven käyttöä voimme laajentaa ratkaisujamme.

Cyclica usein ottaa osuuden yhtiöistä, joissa se on yhteistyössä. Voitko kertoa liiketoimintastrategiasta, joka johtaa tähän?

Pienet biotekniikka-yritykset ja akateemiset ryhmät ovat yleensä ylipäänsä huomioimattomia markkinoilla yhteistyön mahdollisuuksien suhteen. Vaikka heillä ei välttämättä ole resursseja, infrastruktuuria tai laitteita verrattuna kypsään lääketeollisuuden vastineisiin, pienet biotekniikka-yritykset ovat yhä enenevissä määrin valokeilassa yhdistämällä syvän asiantuntemuksen tiettyihin osoitteisiin ja nopean innovaation edellyttämän organisaation.

Tämä sai meidät ajattelemaan, miten voimme osallistua näihin pienempiin yrityksiin edistyksellisellä strategialla. Yhteistyössä olemme tutkijoiden kanssa, jotka ovat kiinnostuneita perustamasta yritystä tai varhaisessa vaiheessa olevista biotekniikka-yrityksistä, ja mahdollistamme heille pääsyn tekoälyllä tuettuun lääkekehitysalustaan vastineeksi osuudesta yrityksistä ja/tai omistamme yhdessä luotuja yhdisteitä ja varastoja. Yhdistämällä venture-luomista ja yhteistyötä, voimme kiihdyttää innovaatiota ja luoda arvoa pitkäaikaisissa suhteissa kumppaneidemme kanssa, jotta voidaan parantaa potilaiden elämää.

EntheogeniX Biosciences on yhteisyritys Cyclican ja ATAI Life Sciencen välillä. Mitä EntheogeniX Biosciences on?

On ainutlaatuinen mahdollisuus innovaatioon neuropsykiatrisessa maisemassa parantamalla potilaiden hoitoa, jotka kärsivät monimutkaisista mielenterveysongelmista. Nykyiset lääkkeet ja hoitomenetelmät, jotka perustuvat yksittäisiin lääkehoitoihin, usein epäonnistuvat, vaativat potilailta useita lääkkeitä, jotka voivat aiheuttaa potentiaalisia turvallisuusongelmia ja vähentävät lääkehoitoon sitoutumista. Olemme yhteistyössä ATAI Life Sciencen kanssa hyödyntääksemme heidän syvää kokemusta mielenterveydestä ja psykedeeleistä, samalla antaaksemme heille tekoälyllä tuetun lääkekehitysalustamme, jotta voidaan luoda uusia lääkkeitä, jotka ovat oikein hoidettavaksi mielenterveyden häiriöitä. EntheogeniX Biosciences on yksi monista yhteisyrityksistä, jotka olemme perustaneet, ja se on todiste uskomuksestamme muuttaa paradigman, jolla mielenterveyden häiriöitä hoidetaan, tuomalla tautiagonistisen, vahvan ja tieteellisesti validoidun laskennallisen alustamme asiantuntijoiden ja maailmanluokan tutkijoiden käsiin.

Onko jotain muuta, mitä haluaisit jakaa Cyclicasta?

Vaikka olemme erittäin innoissamme julkaistessa Sarjan B -rahoituksemme, olemme yhtä innostuneita julkaisemasta Cyclican Akateemisen Kumppanuusohjelman (CAPP) ja uusien yhteistyöiden käynnistä seuraavien kuukausien aikana.

Kiitos haastattelusta. Odotan innostuneena seuraavassa Cyclican tulevaisuuden kehittymistä.