Enfoque en la innovación: cómo la plataforma de construcción de biología de ICE Bioscience está transformando el descubrimiento temprano de fármacos

Esta publicación de blog fue escrita por ICE Bioscience, una organización global de investigación por contrato (CRO) que proporciona plataformas de biociencia preclínica, centrándose en objetivos novedosos, ensayos novedosos y tecnología novedosa para respaldar la biología in vitro, DMPK y el perfil de detección y farmacología in vivo. En esta publicación, proponen un nuevo concepto de componentes básicos de la biología y muestran cómo utilizar esta plataforma para la identificación de resultados. También responden algunas preguntas frecuentes sobre la detección de fármacos innovadores utilizando tecnología de biología in vitro y detección de paneles. Sus servicios están disponibles en el mercado Scientist.com.

P: ¿Qué es la plataforma Biology Building Block (BBB) ​​​​y cuáles son los elementos clave que componen la plataforma de descubrimiento de fármacos?

R: Los componentes básicos de la biología son los componentes fundamentales utilizados en la detección de fármacos y constan de tres elementos principales: objetivo, formato de ensayo y tecnología. Puedes pensar en estos elementos como módulos de forma uniforme, como piezas de un juego de Tetris. Aunque el contenido de cada módulo puede variar (por ejemplo, diferentes objetivos, formatos o tecnologías), la forma y estructura general de los módulos siguen siendo consistentes. Esta uniformidad garantiza que, independientemente de cómo se combinen los módulos, siempre puedan encajar perfectamente para formar un análisis completo.

Por ejemplo, al realizar la detección de inhibidores de KRAS, se comienza con un módulo «objetivo», como KRAS-G12C. Luego selecciona un módulo de “formato de análisis”, como el análisis de intercambio de nucleótidos. Finalmente, elija un módulo de «tecnología», como HTRF (fluorescencia homogénea resuelta en el tiempo). Aunque el contenido de cada módulo es específico (objetivo, formato de ensayo y tecnología), están diseñados para encajar perfectamente, dando como resultado un ensayo completo: «ensayo de intercambio de nucleótidos KRAS-G12C usando HTRF».

La belleza de nuestra plataforma BBB es que permite un fácil intercambio de módulos. Por ejemplo, si desea buscar una variante de KRAS diferente, simplemente puede reemplazar el módulo de destino con KRAS-G12D manteniendo los otros dos módulos iguales. La forma consistente de los módulos asegura que esta nueva combinación encaje perfectamente para formar un ensayo diferente pero igualmente funcional.

P: ¿La plataforma Biology Building Block solo es adecuada para ensayos basados ​​en objetivos o también se puede utilizar en ensayos fenotípicos?

R: Si bien la plataforma BBB es excepcionalmente poderosa en ensayos basados ​​en objetivos, no se limita únicamente a esta aplicación. De hecho, es muy versátil y también puede emplearse eficazmente en ensayos fenotípicos.

1. Ensayos basados ​​en objetivos:

• La plataforma BBB se destaca en ensayos basados ​​en objetivos al permitir una personalización precisa del ensayo mediante la combinación de objetivo, formato de ensayo y módulos de tecnología. Por ejemplo, la detección de inhibidores de KRAS implicaría la selección de un objetivo de KRAS, un formato de ensayo de intercambio de nucleótidos y tecnología HTRF, que crea un ensayo enfocado para ese objetivo específico.

2. Ensayos fenotípicos:

• La plataforma BBB es igualmente eficaz en ensayos fenotípicos, donde la atención se centra en los efectos biológicos observables sin un objetivo predefinido. En estos casos, puedes conectarte de forma flexible formatos de análisis y tecnologías para monitorear cambios fenotípicos como la viabilidad celular o la morfología. Por ejemplo, una evaluación fenotípica puede implicar un análisis de viabilidad celular combinado con imágenes de alto contenido para identificar compuestos con actividad biológica significativa, incluso sin conocer el objetivo molecular exacto.

P: ¿Cómo garantiza ICE Bioscience que la plataforma Biology Building Block se mantenga actualizada y completa?

R: La clave para expandir la plataforma BBB es encontrar continuamente nuevos objetivos, formatos de ensayo y tecnologías para crear nuevos ensayos de descubrimiento de fármacos. Utilizamos varias estrategias para recopilar información para el desarrollo del ensayo:

• Patentes: Realizamos un seguimiento de los lanzamientos de nuevas patentes cada semana, analizando alrededor de 60 patentes cada semana. Después de revisar más de 6000 patentes, clasificamos y recopilamos nuevos objetivos.
• Conferencias: Recopilamos información y análisis de objetivos de carteles de conferencias y fuentes de acceso abierto.
• Literatura: Resumimos los objetivos y ensayos de la literatura científica.
• Bases de datos: También recopilamos información de bases de datos comerciales.

Para que este contenido se pueda buscar fácilmente, hemos incorporado todos estos elementos en la base de datos de ensayos de objetivos de patentes (PTAD) de ICE, que actualmente está abierta a un número limitado de usuarios o disponible previa solicitud, con planes de abrirla a todos los usuarios. a finales de este año. Los usuarios pueden buscar objetivos y ver información detallada sobre patentes, inventores, empresas, materiales clave, productos y servicios en nuestro estante, como productos de proteínas recombinantes, análisis bioquímicos y biofísicos, ensayos basados ​​en células y modelos CDX in vivo.

P: ¿Cuántos objetivos se incluyen en la plataforma Biology Building Block?

R: El equipo de ICE Bioscience ha recopilado más de 1500 objetivos en los últimos 14 años, incluidos, entre otros:

• Objetivos de proteínas faciales: Canales iónicos, GPCR (receptores acoplados a proteína G), receptores tirosina quinasas (RTK), transportadores/intercambiadores de aminoácidos, receptores de citocinas, transportadores de solutos (SLC), transportadores, antígenos asociados a tumores (TAA), etc.
• Objetivos citoplásmicos: Quinasas, fosfatasas, enzimas y objetivos relacionados con TPD (degradación de proteínas dirigida), proteínas de transducción de señales, receptores nucleares, objetivos de interacción proteína-proteína, proteínas relacionadas con la muerte celular (p. ej., proteínas apoptóticas), citocinas, enzimas metabólicas, proteínas mitocondriales, relacionadas Enzimas, etc.
• Objetivos nucleares o transnucleares: Factores de transcripción, elementos informadores, proteínas de translocación nuclear, proteínas que interactúan con el ADN, proteínas de respuesta al daño del ADN (DDR), objetivos epigenéticos (lectores, escritores y borradores de ADN o ARN), etc.

P: ¿Cuántos tipos de ensayos y tecnologías se incluyen en la plataforma Biology Building Block?

R: Contamos con más de 700 productos de proteínas diana recombinantes y hemos desarrollado más de 10 000 ensayos combinando varios objetivos, formatos de ensayo y tecnologías. Estos análisis se pueden clasificar en términos generales en varias categorías:

• Expresión y purificación de proteínas. se llevan a cabo utilizando sistemas como E. coli, células de insectos y células de mamíferos. Incluye técnicas como la cromatografía líquida para la purificación de proteínas y la espectrometría de masas (LC-MS) para el análisis de proteínas.
• Análisis genómico utilizar edición genómica automatizada y análisis de función genética de alto rendimiento, particularmente en la detección CRISPR.
• Ensayos biofísicos incluyen técnicas como resonancia de plasmón superficial (SPR), termoforesis a microescala (MST), cambio espectral, cambio de intensidad relacionado con la temperatura (TRIC) y ensayos de cambio térmico (TSA).
• Ensayos bioquímicos Como el análisis de absorción, los análisis basados ​​en fluorescencia incluyen intensidad de fluorescencia (FI), polarización de fluorescencia (FP) y diversas formas de FRET (transferencia de energía por resonancia de fluorescencia), como FRET resuelta en el tiempo (TR-FRET). Otras técnicas incluyen análisis de ultraluminiscencia/luminiscencia, análisis AlphaLISA/Alpha Screen y análisis LC-MS.
• Ensayos basados ​​en células y ensayos fenotípicos. Incluye una amplia gama de técnicas, incluida la ingeniería de líneas celulares (para estudios de knock-out, knock-in y sobreexpresión), ensayos de proliferación celular y diversos inmunoensayos como ELISA/AlphaLISA/HTRF, tecnología de electroquimioluminiscencia (ECL) (por ejemplo, plataformas MSD). . Electroporación para transfección celular, sujeción de parches automatizada para estudios de canales iónicos, transferencia Western basada en capilares (por ejemplo, Jess) y técnicas de imágenes de células vivas para el monitoreo continuo de la dinámica celular (por ejemplo, IncuCyte). También utilizamos imágenes/detección de alto contenido (HCI/HCS), citometría de flujo/clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS), qPCR, análisis FLIPR y enfoques más especializados como la participación del objetivo, el análisis de interacción proteína-proteína, el análisis NanoBiT/NanoBRET. y análisis de genes reporteros.

P: ¿Cómo integra ICE Bioscience los componentes básicos de la biología con las cascadas de detección?

R: ICE Bioscience integra la plataforma BBB con cascadas de detección para optimizar el proceso de descubrimiento de fármacos:

1. Investigación objetivo y desarrollo de ensayos: Nos mantenemos a la vanguardia investigando e incorporando de manera proactiva nuevos objetivos, formatos de ensayo y tecnologías de patentes, literatura y avances científicos. Esta planificación estratégica temprana garantiza que nuestra plataforma BBB esté bien preparada y, a menudo, a la vanguardia, brindando soluciones oportunas y efectivas.
2. Evaluación inicial: Utilizando nuestros módulos BBB predesarrollados, realizamos pruebas de dosis única para identificar rápidamente posibles resultados de bibliotecas de compuestos.
3. Presione Expansión y Dosis-Respuesta: Exploramos la expansión del impacto a través de relaciones estructura-actividad (SAR) y generamos curvas de dosis-respuesta para determinar la eficacia.
4. Validación funcional y ortogonal: Los aciertos se validan mediante análisis de participación del objetivo celular (TE) y análisis ortogonal, incluida la confirmación biofísica mediante SPR o MST.
5. Mecanismo de Acción y ADME Temprano: Investigamos el mecanismo de acción y realizamos estudios ADME tempranos para evaluar las propiedades farmacocinéticas de los compuestos.

P: ¿Cómo apoya la plataforma Building Biology la seguridad, la selectividad y la elaboración de perfiles fuera del objetivo?

R: La plataforma BBB de ICE Bioscience es fundamental para garantizar la seguridad, la selectividad y la elaboración de perfiles fuera del objetivo de los fármacos candidatos. Nuestro enfoque se basa en el uso de paneles de seguridad funcional que evalúan rigurosamente la seguridad farmacológica y la especificidad de los compuestos.

1. Paneles de Seguridad Farmacológica y Seguridad Funcional:

• Ofrecemos paneles de seguridad integrales que evalúan el impacto de los fármacos candidatos en sistemas fisiológicos críticos, como el cardiovascular, el nervioso central y el respiratorio. Estos paneles utilizan análisis funcionales diseñados a través de la plataforma BBB, permitiendo la detección temprana de posibles efectos negativos.

2. Selectividad y perfiles fuera del objetivo:

• La plataforma BBB nos permite realizar selectividad y perfiles fuera del objetivo a través de paneles integrados que evalúan candidatos a medicamentos frente a objetivos previstos y una amplia gama de objetivos fuera del objetivo. Al utilizar estos ensayos funcionales, podemos identificar cualquier interacción no deseada o reactividad cruzada que pueda provocar efectos secundarios, garantizar que los fármacos candidatos sean altamente específicos para sus objetivos y minimizar los riesgos fuera de los objetivos.

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