Nature:从防止癌症转移到修复肝脏,这些初创公司值得关注

2021
07/06

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日前,《自然》公布了2021年Spinoff奖(The Spinoff Prize 2021)的决赛选手名单。Spinoff奖由德国默克(Merck KGaA)和《自然》联合创建,旨在表彰从大学研究中脱颖而出,独立出来的初创公司。《自然》发表的评论表示,从大学中催生的初创公司是将基础研究转化为生物医药和科技领域创新的重要一环。

今年的8个决赛公司从100多个初创公司中筛选产生。

C2i Genomics:开发灵敏的癌症监测血检

液体活检旨在通过分析血液中从癌细胞释放的循环肿瘤DNA(ctDNA)来发现癌细胞的蛛丝马迹。与组织活检相比,液体活检侵袭性更小,并且可以用于在患者接受治疗之后监控残余的肿瘤细胞,称为微小残留病灶(MRD)。

通常的液体活检通过只对部分携带已知基因突变的DNA序列进行深度测序,从而发现ctDNA。然而,这一策略的局限在于肿瘤释放的ctDNA数量很少,如果只是寻找携带已知基因突变的几个特定DNA序列,有可能因为这些序列的数目太少而无法监测到肿瘤细胞的存在。

C2i Genomics采用的不同策略是利用全基因组测序技术,寻找与肿瘤相关的成百上千个序列特征。汇集所有这些序列的信号,让这种策略可能获得更高的灵敏度。该公司利用机器学习算法来区分健康细胞和肿瘤细胞之间在基因组数据上面的区别,从而减少测序错误带来的干扰。

C2i Genomics发现癌细胞的独特策略(图片来源:参考资料[2])

该公司发表的研究论文显示,在接受手术或者免疫疗法治疗的60名癌症患者中,即使肿瘤相关序列在ctDNA中的比例小于10万分之一,这一技术也能够发现MRD的存在。而传统的深度测序技术的灵敏度在比例小于千分之一时就受到影响。

该公司目前计划在世界各地开展多项大型临床试验,检验这一技术的灵敏度和准确性。

Sibylla Biotech:将蛋白折叠的中间形态变为靶点

癌症等多种疾病的原因是由于突变蛋白的功能异常,然而,很多致病蛋白并不容易被常规小分子药物靶向,为药物开发提出了挑战。

Sibylla Biotech的独特平台依靠先进的算法和计算机模拟,准确地构建蛋白从刚生成的多肽,自动折叠生成最后成熟蛋白的轨迹。从中,研究人员可以发现只短暂存在,但是可以被药物靶向的折叠中间形态。

这些中间形态可能只会存在不到一秒的时间,然而它们存在与药物高亲和力结合的位点。当药物与这些位点相结合后,可以干扰蛋白的正确折叠,而细胞的内在机制会将这些错误折叠的蛋白送到“垃圾处理厂”降解,从而达到清除致病蛋白的效果。

图片来源:Sibylla Biotech公司官网

该公司的技术平台已经发现了一款治疗新冠病毒的候选药物。这一技术有望为脘病毒疾病,神经退行性疾病等由于结构异常蛋白导致的疾病发现创新疗法。今年5月,该公司与武田(Takeda)公司达成研发合作协议。

ONA Therapeutics:通过阻断脂肪吸收防止癌症转移

癌症转移是造成患者最终死亡的主要原因之一,ONA Therapeutics公司的研究人员发现,转移的癌细胞与原位癌细胞相比,不但具有不同的基因表达图谱,在新陈代谢方面的需求也大不相同。原位癌细胞主要依靠糖分进行新陈代谢,而转移的癌细胞则主要依靠脂类作为能量来源。

进一步研究发现,在细胞表面表达的CD36受体在调节脂肪代谢中起到关键作用,如果通过抗体阻断CD36的功能,在小鼠模型中能够完全阻止癌症转移,而且能够将已经转移的肿瘤体积缩小高达90%。

图片来源:参考资料[3]

ONA Therapeutics公司通过阻断CD36受体抑制癌症转移的策略

除了抑制肿瘤转移以外,最近的科学研究发现,CD36介导的信号通路还会促进具有免疫抑制功能的调节性T细胞的生存,而杀伤T细胞则会由于CD36信号通路的激活而死亡。因此,抑制CD36除了防止癌症转移,还有可能提高免疫系统杀伤肿瘤的能力。

靶向CD36的抗体疗法有望在今后两年内进入临床开发阶段。

Bilitech:使用类器官修复受损的肝脏

人体的肝脏具有很强的再生能力,然而它的再生能力也有穷尽的时候。这时候,治疗肝脏疾病的最佳选择之一是进行肝脏移植。然而,肝脏移植手术不但费用不菲,而且能够用于移植的肝脏数量一直处于短缺状态。

Bilitech公司的科学创始人的想法是,如果肝脏只是部分受损,那么能不能修复受损的部分,而不是进行整个肝脏的移植?

Bilitech的技术平台旨在培养类器官(organoids),这些体外培养的组织具有和体内器官相似的细胞结构和功能,在移植到体内之后,能够帮助修复受损的器官。

图片来源:123RF

目前,该公司的开发活动主要聚焦于肝脏中的胆管。胆管是用于输送胆汁的重要网络,由于胆汁具有很强的消化能力,胆管表面有一层特别的上皮细胞来防护胆管不受胆汁的损害。然而在胆管疾病中,这层上皮细胞受到损害,而渗漏的胆汁可能导致肝脏其它组织受损。目前胆管疾病是70%儿童和30%成人肝脏移植的原因。

Bilitech已经能够在体外生成修复胆管的BiliCell。这种细胞注射到胆管中之后,能够修复胆管上皮的缺陷。它可以有两种应用方式,一种是直接注射到胆管疾病患者的胆管中,修复他们胆管的损伤;另一种方式是可以在体外用于修复胆管,提高供体肝脏的质量,让它们更适合被移植到患者体内。

GrayMatters Health:发现反映大脑内部活动的脑电图“指纹”

GrayMatters Health公司结合了两项探索大脑活动的技术,它们分别是脑电图(EEG)和功能性核磁共振成像(fMRI)。通过结合EEG和fMRI数据,研究人员利用算法创造出反映大脑深部脑区活动的EEG“指纹”。这些深部脑区的活动与人的情绪相关。

利用这一算法开发出的EEG监测系统能够准确地反映人的情绪变化,从而辅助患者接受对慢性抑郁症以及创伤后应激障碍(PTSD)的治疗。

Neuronostics:早期诊断癫痫患者

全球人口中接近1%会出现癫痫,癫痫发作时患者可能失去意识、咬舌头甚至短暂停止呼吸,可能带来严重健康风险。因此,更为迅速而准确地诊断癫痫患者能够让他们更早接受治疗,显著降低癫痫可能对他们生活质量带来的影响。

Neuronostics公司开发的技术平台通过对大量癫痫患者和健康人的EEG数据进行分析,构建了一个计算机模型。这个计算机模型只需要分析患者在没有癫痫发作时进行的常规EEG扫描数据,就能给出一个癫痫风险指数。该公司尚未发表的研究显示,使用传统方法对首次EEG扫描数据进行评估,医生通常诊断出25%的癫痫患者。而Neuronostics的模型能够发现60%的癫痫患者。

图片来源:Neuronostics公司官网

这一技术平台还可以用于更快速地判断癫痫疗法的效果,让医生们更早对治疗药物进行调整,在降低癫痫发作的同时减少药物的副作用。

《自然》的评论表示,这些入围的公司不但具有创新科学,而且在改善人们生活方面显示出可喜的前景。我们期待它们开发的产品在未来为更多患者造福。

参考资料:

[1] The Spinoff Prize 2021. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01662-z

[2] A sensitive strategy for tumour surveillance. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01672-x

[3] A drug to block fat intake and combat cancer spread. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01667-8

[4] Miniature organs to heal damaged livers. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01663-y

[5] Turning transient structures into drug targets. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01668-7

[6] Better brain training for treating psychological conditions. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01664-x

[7] Accelerating the diagnosis of epilepsy with computer modelling. Retrieved July 5, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-01666-9

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关键词:
患者,肝脏,癫痫,胆管,公司

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