Desarrollar nuevos medicamentos es arriesgado y costoso. Desarrollar un nuevo fármaco y llevarlo a ensayos clínicos puede costar miles de millones de libras, sin garantía de éxito. Y a veces un fármaco puede no cumplir con las expectativas durante los ensayos clínicos en una parte del mundo, aunque haya sido eficaz en otra.
Una causa son las bacterias en el cuerpo humano. Cada persona tiene una mezcla ligeramente diferente de bacterias en su cuerpo, y ahora se sabe que estas bacterias desempeñan un papel importante en qué tan bien funciona un medicamento, o si funciona en absoluto.
Comprender esa relación es aún más importante en el tratamiento del cáncer, donde las bacterias de los tumores bloquean tratamientos que podrían salvar vidas.
La relación entre fármacos y tratamientos es extremadamente compleja y difícil de predecir. Pero con un nuevo fármaco, o “recurso”, cuyo desarrollo cuesta 2.600 millones de dólares, poder modelar esa relación es crucial tanto para los investigadores farmacéuticos como para los médicos.
BioCortex es una organización de investigación especializada, diseñada para utilizar técnicas avanzadas de ciencia de datos para analizar la relación entre bacterias y candidatos a fármacos, con un enfoque principal en oncología y, en particular, conjugados anticuerpo-fármaco.
Al comprender mejor cómo las bacterias interfieren con los medicamentos, BioCorteX y los investigadores de medicamentos con los que trabaja tienen como objetivo aumentar la tasa de éxito de los medicamentos que se someten a ensayos clínicos. Esto conducirá a ciclos de desarrollo de fármacos más cortos y tratamientos más eficaces para los pacientes.
“Una de las razones por las que fundamos la empresa fue la frustración de que, como médico, cuando atiendes a las personas, ves que responden de manera muy, muy diferente a los tratamientos y, a menudo, es difícil entender por qué”, dijo Nick, co- fundador de BioCorteX “, dijo Nick Sharma, cofundador de BioCorteX. “Vimos una oportunidad para un cambio radical en nuestra forma de pensar sobre los medicamentos y los productos farmacéuticos. Las bacterias, que son verdaderamente parte integral de la salud humana, en realidad funcionan menos con los productos farmacéuticos. Creemos que esta es una razón clave por la que los medicamentos pueden funcionar en una persona, pero fallan en una escala mayor”.
Ensayos clínicos
En los ensayos clínicos, un fármaco puede tener éxito en una zona geográfica o grupo de población, pero fracasar en otro debido a diferentes bacterias en el cuerpo humano.
Sin embargo, comprender mejor esa relación con las variables implicadas (tanto el número de bacterias como de fármacos en el cuerpo humano) es un enorme desafío matemático. “La cantidad de bacterias que tenemos es extraordinaria”, afirma Sharma. “El volumen (de tratamiento) farmacéutico es obviamente enorme. La complejidad es enorme.
Sharma y Mo Alomari, ingeniero de Rolls-Royce Con el tiempo, trabajen juntos para encontrar una solución. Alomari estaba trabajando en formas de modelar sistemas con una gran cantidad de variables.
Es la interacción de bacterias y drogas y Sharma y Alomari luego cofundó Biocortex. La idea era probar estas interacciones “in silico” o en hardware de computadora.
Para ello, la firma ha creado uno de los mayores gráficos de conocimiento en biología. Modelar las interacciones entre bacterias y candidatos a fármacos implica entre 15 y 16 mil millones de interacciones.
Esto estaba más allá del alcance de cualquier base de datos o herramienta de análisis comercial disponible. Entonces, BioCorteX construye el suyo propio utilizando BigQuery de Google. “No existe ningún software que pueda manejar un gráfico de conocimiento del tamaño que encontramos, y analizamos todas las ofertas comerciales que existen”, dijo Sharma.
“Lo que hemos hecho es construir nuestro gráfico de conocimiento usando BigQuery, y eso realmente nos ha permitido escalar y, lo que es más importante, económicamente, y publicar nuevas versiones de nuestro gráfico de conocimiento y agregar esos datos dos o tres veces al día”.
gráfico de conocimiento
El gráfico de conocimiento contiene alrededor de tres mil millones de notas y 16 mil millones de aristas, todos almacenados en BigQuery.
“En las bases de datos de gráficos, hay muchos”, dijo Alomari. “Ninguno de ellos es capaz de manejar miles de millones de nodos. Entonces, básicamente, creamos una solución personalizada construida sobre BigQuery, donde agregamos una capa encima que esencialmente trata a BigQuery como una base de datos gráfica”.
Si un científico quiere ejecutar nuevos datos a través del sistema, BioCorteX puede hacerlo varias veces al día a un costo mínimo. “Se necesitan unos 20 minutos”, dice Sharma.
BioCorteX toma datos de compañías farmacéuticas y los analiza a través de un gráfico de conocimiento para identificar posibles interferencias bacterianas con un medicamento y cómo podría afectar su efectividad en un gran número de pacientes.
“Las bacterias hacen que algunos medicamentos sean incompatibles para algunas personas, mientras que para otras son compatibles”, dice Sharma. “Podemos determinar esa interacción. Podemos determinar qué es consistente en la escala. Por lo tanto, el producto es realmente la capacidad de poder anticipar rápidamente esos activos”.
El proceso es más rápido y ciertamente más económico que un ensayo clínico. El análisis de BioCorteX tampoco se limita a nuevos medicamentos.
“Todo lo que podemos hacer es observar los activos que no han tenido éxito”, dice Sharma. “Se ve que varios estudios fallan. A estos medicamentos a menudo se les llama “sin licencia”, por lo que otra compañía los tomará y verá si puede desarrollarlos. Podemos observar esos recursos y ver si fallan debido a interacciones ocultas entre bacterias, tumores y medicamentos”.
Estos modelos son cada vez más importantes a medida que el desarrollo de fármacos se vuelve más internacional. Utilizando grandes cantidades de datos, BioCorteX puede ejecutar escenarios para modelar las diferencias entre los estudios de Fase I en Australia y luego los estudios de Fase II en EE. UU. y Europa.
La tecnología de BioCorteX tampoco se limita al tratamiento del cáncer. Aunque el enfoque actual es la oncología y las bacterias, el método ya se está utilizando para estudiar virus y hongos. “Los motores son aplicables en diferentes verticales; Hemos trabajado un poco en favor de la salud del consumidor”, afirmó Sharma.
“Todo lo que podemos hacer es proporcionar más información”, afirma. “No es una elección. Una compañía farmacéutica o una compañía farmacéutica no tiene elección sobre si esta interacción está ocurriendo, está ocurriendo”.
“Por lo tanto, pueden elegir entenderlo o pueden hacer lo que están haciendo ahora con una tasa de fracaso del 96%. En el futuro, esperamos poder darles a todos el medicamento adecuado la primera vez”.