Cellarity, ein Biotechnologieunternehmen, das Therapien zur Korrektur von Zellzuständen entwickelt, hat eine wegweisende Studie in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Das Papier beschreibt einen generalisierbaren und reproduzierbaren Ansatz zur Integration fortschrittlicher Transcriptomik-Daten mit künstlicher Intelligenz (KI) für die Drug Discovery. Ziel ist es, durch eine umfassende Analyse der komplexen Interaktionen innerhalb von Zellen neue Medikamente effizienter zu entdecken. Die Plattform von Cellarity nutzt hochdimensionale Transcriptomik auf Einzelzell-Ebene, um die Netzwerke von Signalwegen zu kartieren, die Zellzustände definieren und modulieren. KI-Modelle verbinden dabei Chemie mit Krankheitsbiologie, um gezielt Wirkstoffe zu entwickeln, die die Funktion von kranken Zellen wiederherstellen. Der erste Kandidat aus dieser Plattform, CLY-124, befindet sich derzeit in einer Phase-I-Klinischen Studie zur Behandlung der Sichelzellanämie. „Wir glauben, dass ein umfassender Blick auf den Zellzustand uns helfen wird, bessere Therapien zu entwickeln, die die grundlegenden Mechanismen von Krankheiten korrigieren“, sagt Parul Doshi, Chief Data Officer von Cellarity. Die Veröffentlichung unterstreicht die wissenschaftliche Strenge und Kreativität hinter der Plattform, die durch die Kombination von hochauflösender Biologie und leistungsfähiger KI-Modellierung gekennzeichnet ist. Ein zentrales Element des Ansatzes ist ein aktives, laborbasiertes Deep-Learning-System, das auf Hochdurchsatz-Transkriptomik basiert. Es verfeinert seine Vorhersagen kontinuierlich anhand experimenteller Ergebnisse. Dadurch konnte die Wiederentdeckung von phänotypisch wirksamen Verbindungen um das 13- bis 17-fache gegenüber herkömmlichen Methoden gesteigert werden. Jim Collins, Professor an der MIT und Mitbegründer von Cellarity, betont: „Die klassische Arzneimittelentwicklung hat in den letzten Jahrzehnten ihre Erfolgsraten nicht verbessern können. Viele Krankheiten werden nicht durch einen einzigen Genfehler verursacht, sondern durch komplexe interzelluläre Wechselwirkungen. Unser KI-Plattform analysiert diese komplexen Zusammenhänge und berücksichtigt auch die Polypharmakologie, was die Entwicklung effektiver oraler Therapien für komplexe Erkrankungen beschleunigen kann.“ Zusätzlich zur Veröffentlichung stellt Cellarity drei umfangreiche, offene Datensätze zur Verfügung, um die wissenschaftliche Gemeinschaft zu unterstützen. Der erste Datensatz umfasst über 1.700 Proben mit insgesamt 1,26 Millionen Einzelzellen und ist eine perturbationsbasierte Transcriptomik-Datenbank, die für die Analyse von Arzneimittelwirkungen in verschiedenen Zelltypen genutzt werden kann. Der zweite Datensatz ist ein multi-omischer Atlas der Hämatopoese, der Transkriptomik, Oberflächenrezeptoren und Chromatin-Accessibilität kombiniert, um fein abgestimmte Signaturen der Blutbildung (Megakaryopoese und Erythropoese) zu erzeugen. Der dritte Datensatz verfolgt die Differenzierung von Megakaryozyten unter chemischer Beeinflussung über die Zeit, was die Analyse von Differenzierungstrajektorien und zeitlich aufgelösten Wirkungen von Wirkstoffen ermöglicht. Diese offenen Daten sollen die Entwicklung neuer Methoden in der Arzneimittelentwicklung voranbringen und tiefere Einblicke in die Dynamik von Zellzuständen liefern. Cellarity, 2019 von Flagship Pioneering gegründet, setzt mit seiner Plattform auf eine grundlegend neue Herangehensweise: die Korrektur ganzer Zellzustände, um komplexe Krankheiten zu behandeln. Neben CLY-124 arbeiten die Forscher an weiteren Kandidaten für Erkrankungen im Bereich Hämatologie und Immunologie sowie in einer Kooperation mit Novo Nordisk an der Behandlung von MASH (metabolische Dysfunktion-assoziiertes Steatohepatitis). Weitere Informationen unter www.cellarity.com.