Naheed Kurji, Cyclican perustaja, presidentti ja toimitusjohtaja – Haastattelusarja

Naheed Kurji on Cyclican presidentti ja toimitusjohtaja, Torontoon sijoittuvassa bioteknologiayrityksessä, joka hyödyntää tekoälyä ja laskennallista biofysiikkaa uudelleenmuokkaamaan lääkekehitysprosessia. Cyclica tarjoaa lääketeollisuudelle integroidun, holistisen ja kokonaisvaltaisen alusta, joka parantaa tieteen lääkkeiden suunnittelua, seulontaa ja henkilökohtaistamista potilaille, ja on äskettäin nimetty yhdeksi maailman 20 parhaasta AI-lääkeyrityksestä Deep Knowledge Analyticsin toimesta.

Cyclica hyödyntää tekoälyä ja laskennallista biofysiikkaa lääkekehitysprosessin uudelleenmuokkaamiseen. Voitko keskustella siitä, miten tekoälyä käytetään tässä prosessissa?

Teknologia on ollut kriittinen osa lääkekehitystä 80-luvulta lähtien. Kuitenkin lääkekehitys- ja kehittämisprosessi on edelleen hyvin tehottoman, aikaa vievä ja kallis, joka maksaa yli 2 miljardia dollaria 12 vuoden aikana. Huono tehokkuus johtaa usein korkeisiin hylkäys- ja epäonnistumisluokkiin lääketurvallisuuden ja -tehokkuuden suhteen. Tutkijat tietävät tästä ja etsivät aktiivisesti työkaluja, joilla voidaan ymmärtää kokonaisvaltaisesti parhaiden lääkkeiden ominaisuuksia, jotta voidaan kehittää turvallisempia ja tehokkaampia lääkkeitä.

Viimeaikaiset edistysaskelit pilvilaskennassa, tekoälyssä ja biofysiikassa ovat luoneet mahdollisuuden saada syvät näkymät laajoista biokemiallisista, biologisista, terveydenhuollon ja potilastietojen määristä, jotta voidaan paremmin ymmärtää sairauksia. Nämä edistysaskelut ovat myös mahdollistaneet lääkekemistien parantaa uusien hoitokeinojen suunnittelua ja käyttää tekoälyä johtamaan suurempia ennusteväitä aiemmin lääkekehitysprosessissa. Cyclicassa olemme kehittäneet omaa syväoppimismoottoria, MatchMaker ja POEM, jotka tukevat lääkesuunnitteluprosessia. MatchMaker ennustaa, miten kemialliset yhdisteet ja lääkkeet vuorovaikuttavat useiden proteiinien kanssa, eli polyfarmakologia. Havaitsemme, että yhdistelmä sekä tietopohjaisesta että rakenteellisesta lähestymistavasta antoi suurimman ennusteväärän ja suorituskyvyn. POEM (Pareto-Optimaalinen Upottava Mallinnus) on parametrivapaa valvottu oppimismenetelmä lääkeominaisuusmallien luomiseksi ja ratkaisee useita muita koneoppimismenetelmien rajoituksia, mikä johtaa vähäisempään ylioppimiseen ja lisää tulkintakykyä.

Cyclicassa käytämme tekoälyä tarjoamaan tutkijoille vahvan ja validoidun alustan, jotta voidaan kiihdyttää päätöksentekoa ja hypoteesien luomista, jotta voidaan lisätä lääkekehitysprosessin kokonaisvaltaista tehokkuutta 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 (ymmärrys siitä, että lääkkeet vuorovaikuttavat useiden kohteiden kanssa) integroidulla lääkekehitysalustalla, joka tutkii molekulaaristen vuorovaikutusten proteomi-laajuisella mittakaavalla. Alustamme koostuu kahdesta tärkeästä osasta, Ligand Express, ensimmäisen sukupolven sivukohteen profiilointi- ja kohdepurkamisalusta, ja Ligand Design, seuraavan sukupolven yksittäisen ja monikohdistetun lääkesuunnitteluteknologia. Ligand Express ja Ligand Design ovat käyttänyt kahta sisäisesti kehitettyä, validoitua ja patentoitua koneoppimis- ja syväoppimismoottoria: MatchMaker ja POEM. Syvällä juurtuneena proteiinibiofiysiikassa MatchMaker on syväoppiminen lääke-kohdevuorovaikutusmoottori, joka yleistää sekä data-rikkaiden että data-köyhien kohteiden yli (ks. validointitiedot täältä ja täältä). POEM, koneoppimismenetelmä, joka on toteutettu imeytymisen, jakautumisen, aineenvaihdunnan ja erittymisen (ADME) ominaisuusennustamiseksi, on uudenlainen, parametrivapaa lähestymistapa mallinrakentamiseen.

Kaikki yhteen laskettuna Ligand Design ja Ligand Express tarjoavat voimakkaan loppupään tekoälyllä tuetun lääkekehitysalustan edistyneiden, kemiallisesti uusien lääkeaineiden suunnittelua varten, jotka samanaikaisesti priorisoivat yhdisteitä niiden polyfarmakologisen profiilin perusteella, mikä vähentää epätoivottuja sivuvaikutuksia. Eroottunut alustamme avaa uusia mahdollisuuksia lääkekehitykseen, mukaan lukien monikohdistettu ja monitavoitteinen lääkesuunnittelu, lääkeoptimointi, ADME-ominaisuusennustaminen, kohdepurkaminen ja lääkeuudelleenohjelmointi. Johdettuna monipuolisella ja erittäin kyvykkäällä tiimillä, jolla on syvä asiantuntemus koneoppimisessa, laskennallisen biofiysiikan/kemian/biologian, biokemian ja lääkekemian alueilla, jatkamme innovoimista vahvan tutkimus- ja kehitystoimintamme kautta.

Miten tärkeää lääketieteellisen löytämisen hajauttaminen on Cyclican liiketoimintamallille?

Visiomme on hajauttaa lääketieteellisen löytämisen kehittämistä yhdistämällä syvät juuret tekoälyssä ja proteiinibiofiysiikassa innovatiiviseen liiketoimintamalliin. Ja Cyclican etiikan ytimessä on vankka toive auttaa potilaita edistämällä lääkkeiden löytämistä ja kehittämistä holistisen mutta henkilökohtaisen lähestymistavan kautta.

Tämän vuoksi uskomme, että lääkekehityksen tulevaisuus on innovatiivisten tutkimuslaitosten ja nousevien biotekniikka-alan yritysten käsissä (kirjoitimme tästä Forbesissa täällä). Tukeaksemme filosofiaamme, vuonna 2019 IQIVIA raportoi, että nousevat biotekniikka-alan yritykset muodostavat yli 70 % koko tutkimus- ja kehitystoiminnan putkistosta (kasvavasti 50 %:sta vuonna 2003), ja nämä yritykset patentoi yli kaksi kolmasosaa uusista lääkkeistä vuonna 2018 (kasvavasti 50 %:sta vuonna 2010). Vaikka nousevat biotekniikka-alan yritykset johtavat innovaatioita lääkekehityksessä, suuret lääkeyritykset jatkavat sijoittamista myöhäisemmän vaiheen kliinisten kokeiden edistämiseen ja markkinointikanaviensa kautta.

Sarjan B -rahoituksella kiihdytämme kaupallisia suunnitelmia edistääksemme kasvavaa lääkekehitysohjelmien putkistoa innovatiivisen hajautetun yhteistyömallin kautta. Tavoitteemme on luoda ja omistaa satoja lääkekehitysohjelmia useilla terapia-alueilla. Nämä ohjelmat luodaan spin-offeina ja yhteisyrityksinä (JV) huippuluokan tutkimuslaitosten kanssa, järjestettyinä pääasiassa Cyclican Akateemisen Yhteistyöohjelman (CAPP) kautta.

Vauhdilla kasvavan, yli 30 aktiivisen ja edistyvän lääkekehitysohjelman portfolion pyörittämiseen, jatkamme innovaation sytyttämistä yhdistämällä venture-luomista ja yhteistyötä varhaisen vaiheen ja nousevien biotekniikka-alan yritysten kanssa. Viimeaikaiset yhteistyöt ovat mm. EntheogeniX Biosciences, NineteenGale Therapeutics, Rosetta Therapeutics, Rare Diseases Medicine Accelerator ja kaksi salassapitovaa yhteisyritystä, jotka kattavat yli 50 ohjelmaa useilla terapia-alueilla. Hajautetun liiketoimintamallimme toteuttamisella, luomalla uusia yrityksiä spin-offeina ja yhteisyrityksinä ja auttamalla niitä kasvamaan, luomme biotekniikka-alan tulevaisuuden putkiston.

Miksi monia teidän teknologioita on pilvipohjaisia, mikä on tämän tärkeää?

Pääsy pilveen mahdollistaa meille laskennallisen skaalautuvuuden prosesseissa, joita suoritamme, sekä hyödyntää säädeltyä turvallisuusinfrastruktuuria. Myös varhaisessa vaiheessa yrityksemme kehityksessä pilven käyttöönotto ilman oman laitteiston investointeja oli kriittinen tekijä taloudelliselle elinkykyisyydelle. Tulevaisuudessa, vaikka suurin osa tutkimuksesta tehdään pilvessä, viime vuosien aikana olemme vähentäneet pilviripendenttisyyttä kykenemällä suorittaa projekteja yksittäisillä koneilla. Tavoitteenamme on myös tukea yksityisten pilvipalvelujen asennuksia, koska uskomme, että tämä on asia, jota yhteistyökumppaneidemme toivoo.

Cyclica usein ottaa osuuksia yhtiöistä, joissa se on yhteistyössä. Voitko keskustella liiketoimintaperustelusta tähän?

Pienet biotekniikka-alan yritykset ja akateemiset ryhmät ovat yleensä yliedustettuina markkinoilla yhteistyömahdollisuuksien suhteen. Vaikka heillä ei välttämättä ole samanluokkaista resursseja, infrastruktuuria tai laitteita verrattuna vakiintuneisiin suuriin lääkeyrityksiin, pienet biotekniikka-alan yritykset ovat yhä enenevissä määrin esillä yhdistelmänä syvää aihekohtaista asiantuntemusta tietyissä osoitteissa ja nopean innovaation edistämistä edistävän organisaation hyödyllisyydellä.

Tämä johti meidät ajattelemaan, miten voimme osallistua näihin pienempiin yrityksiin edistyksellisellä strategialla. Yhteistyötä teemme tutkijoiden kanssa tutkimusorganisaatioissa, jotka ovat kiinnostuneita perustamaan yrityksen tai varhaisen vaiheen biotekniikka-alan yrityksiä, ja mahdollistamme heille tekoälyllä tuetun lääkekehitysalustamme avustuksina. Vastineeksi otamme osuuksia yrityksiin ja/tai jaamme omistusta yhdisteistä ja varoista, jotka luodaan ja kehitetään. Innovaation sytyttämällä yhdistämällä venture-luomista ja yhteistyötä, voimme ottaa suuremman arvon ja kehittää pitkäaikaisia suhteita yhteistyökumppaneidemme kanssa, jotta voidaan paremmin palvella potilaita ja parantaa heidän elämäänsä.

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

On ainutlaatuinen mahdollisuus innovaatioon neuropsykiatrisessa maisemassa palvellakseen paremmin potilaita, jotka kärsivät monimutkaisista mielenterveyden häiriöistä. Nykyiset lääkkeet ja hoitokeinot, jotka nojaavat yksittäisiin kohteisiin, usein epäonnistuvat, vaativat potilailta useita lääkkeitä, jotka voivat aiheuttaa potentiaalisia turvallisuusongelmia ja vähentää lääkehoitoa. Olemme yhteistyössä ATAI Life Sciencen kanssa hyödyntääksemme heidän syvää kokemusta mielenterveydestä ja psykedeeleistä, samalla varustamalla heitä tekoälyllä tuetulla lääkekehitysalustallamme luomaan uusia lääkkeitä, mutta myös oikeat lääkkeet mielenterveyden häiriöiden ratkaisemiseen. EntheogeniX Biosciences on yksi monista yhteisyrityksistä, joita olemme perustaneet, ja se on todiste uskomuksestamme muuttaa paradigman, jossa mielenterveyden häiriöt hoidetaan, tuomalla taudin agonistisen, vahvan ja tieteellisesti validoidun laskennallisen alustan asiantuntijoiden ja maailmanluokan tutkijoiden käsiin.

Onko mitään muuta, mitä haluaisit jakaa Cyclicasta?

Vaikka olemme erittäin innoissamme jakamaan ilmoituksen sarjan B -rahoituksesta, olemme yhtä innostuneita jakamaan Cyclican Akateemisen Yhteistyöohjelman (CAPP) käynnistämistä ja uusia yhteistyösopimuksia seuraavien kuukausien aikana.

Kiitos haastattelusta. Odotan seuraavansa Cyclican tulevaisuuden edistymistä.