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インディアナ・バイオサイエンス研究所は、CDD Vaultを活用して創薬を推進しており、Schrödinger LiveDesign

状況

インディアナ・バイオサイエンス研究所（IBRI）は、患者の健康状態の改善を目指し、産学連携を通じて学術界および産業界の科学の発展を推進する、最先端のトランスレーショナルリサーチセンターです。IBRIは、糖尿病、アルツハイマー病、小児希少疾患など、幅広い分野におけるトランスレーショナルリサーチを支援しています。

IBRIは、トランスレーショナルリサーチの取り組みの一環として、デジタル創薬の加速に注力しています。自動化されたインフォマティクス・ワークフローの活用、インシリコモデリングや物性予測の導入、そしてデータとチームを連携させてシームレスな協働を促進することなど、IBRIはこうした取り組みを通じて、創薬と研究の加速を図っています。

こうした最新のアプローチでは、ますます大量の複雑なデータが活用されるようになっているため、関係する科学者やプロジェクトチームが、この情報にアクセスし、活用し、リアルタイムで最新の状態に保つことができるようにするには、大きな課題があります。

IBRIの分子イノベーション担当副所長であるメアリー・メイダー博士は、同研究所が、可視化、物理学、3D空間モデリングをシームレスに統合できる効率的な創薬インフォマティクス・プラットフォームの必要性を認識していたと説明した。

 

テクノロジーソリューション

IBRは、いくつかの選択肢を検討した結果、Collaborative Drug Discovery社の「CDD Vault」とSchrödinger社の「LiveDesign 」を活用したソリューションを導入しました。CDD Vaultは、社内外の生物学的データおよび化学データを安全に管理する、ホスト型創薬インフォマティクスプラットフォームです。LiveDesign は、クラウドネイティブなエンタープライズ・インフォマティクス・プラットフォームであり、チームが一元化されたプラットフォーム上でコラボレーション、設計、実験、分析、追跡、報告を行うことで、創薬プロジェクトを迅速に推進することを可能にします。

インディアナ・バイオサイエンス研究所。産学連携を通じて学術および産業分野の科学を推進し、患者の健康状態の改善を図る。

「『Molecular Innovationグループ 』を立ち上げた当初、私たちはインディアナ大学医学部の研究者たちと提携していました」と、IBRIの最高執行責任者（COO）兼管理担当執行副社長であるジェイ・マギル博士は述べています。「プロセスの各段階において、検体登録や分子計算を行うためのツールを含め、さまざまなツールを検討しました。これらのツールの多くをまとめて評価を行った結果、私たちにとって最適なソリューションは、CDD VaultとSchrödingerのLiveDesign を統合したものであることがわかりました。」

「実験データの収集と分析は、私たちが実現したいこと、そして学術パートナーに提供したい情報の核心です」とメイダー氏は述べる。「私たちは、LiveDesign を含むシュレディンガーの創薬スイートと連携し、CDD Vaultを活用することで、これを実現しました。」

IBRIの科学者たちは、化合物の登録、データの保存、およびデータ曲線などの可視化ツールを活用して初期分析を行うためにCDD Vaultを利用しています。一方、LiveDesign は、SAR解析や3D分子モデリングなど、データの計算モデリングや詳細な分析を行うために使用されています。

IBRIの科学者たちは、CDD VaultとSchrödingerのDrug Discovery Suite（LiveDesign およびMaestro ）を統合することで、創薬ワークフローを推進しています。

メリット

IBRIは、このマルチツール・アプローチを採用して以来、以下のような多くのメリットを確認しています。具体的には：

  • 「唯一の真実」の維持
  • 相互に補完し合うソリューションの統合によるワークフローの効率化
  • 「設計・製造・試験・分析」の全サイクルを統合する

「唯一の真実」の支持

IBRIが、科学的研究を医療の進歩へと迅速に結びつけることに注力する中で、安全な中央データストレージとして機能し、メイダー氏が「唯一の真実」と呼ぶものを提供できる創薬インフォマティクス・プラットフォームが必要とされました。

「異なる部門や機関に属する多数のパートナー間でデータを共有しようとする場合、Excelのスプレッドシートでは拡張性に欠けます」とメイダー氏は述べる。「IBRIのスタッフの中には、産業界出身者が何人かいますが、私たちにとっては、データをデータリポジトリに保存し、データ共有のための共通プラットフォームを利用することが当たり前でした。しかし、現在私たちが協力しているパートナーのすべてが、そのような環境に慣れているわけではありません。 CDD Vaultは、IBRIが学術機関と提携すると同時に、スタートアップ企業や将来のパートナーがインディアナ州中部に来て、当研究所のラボスペースで活動できる場を提供するという、私たちのビジョンを実現するのに役立っています。」

マダー氏は、CDD Vaultが多様なデータ型を格納できる柔軟性を高く評価している。「CDD Vaultは、細胞株、配列情報、iPS細胞の分化プロトコルなど、創薬に必要なあらゆるデータのリポジトリとして機能しています」とマダー氏は語る。「チームメンバー全員がアクセスできる共通のデータ保存場所があることは、私たちにとって非常に有用です。これにより、パートナーとデータを共有し、全員が同じ認識を共有できるようになります。」

IBRIチームは、CDD Vaultを使用して、計算されたプロパティや重要なデータをアーカイブし、可視化しています。

相互に補完し合うソリューションの統合によるワークフローの効率化

「CDDはLiveDesign と提携しているため、研究者はLiveDesign で化合物を設計する際、CDD Vaultのデータを活用して、すべての特性を1つの画面上で確認することができます」とメイダー氏は述べる。「2つの異なるソフトウェアを切り替える必要はありません。」

「LiveDesign とCDD Vaultを活用してシナジーデータを可視化できるのは非常に強力です。私たちが使用しているシナジースコアリングプロトコルの画像ファイルを保存しておくことで、データ分析における認識の統一を図ることができます。プロジェクト全体を通じて、全員が常に同じ情報を共有できるのです」とマダー氏は述べています。「SchrödingerのLiveDesign は、SAR空間のプロットや、設計した化合物が既存の化合物と比較してどのようなSAR空間に位置するかを把握するなど、化合物 の分析を大いに支援してくれます。」

CDD VaultとSchrödinger （LiveDesign ）のシームレスな連携により、研究者がこれまで他の可視化ツールに移行する際に抱えていた困難が解消され、チームは手元にあるツールをより有効に活用できるようになりました。Mader氏は次のように述べています。「これらのツールにはどちらも非常に優れたデータ可視化機能が組み込まれており、中断することなく両者を行き来しながら作業を行うことができます。 「私がこれまで扱ってきたツールとは異なり、CDD VaultとSchrödinger LiveDesign を使えば、データを分析したい方法や、チームにデータの分析について考えてほしい方法に基づいて、標準化されたビューを作成できます。これにより、チームがデータの表現を統一して把握できると同時に、独自のビューを作成し、その情報をCDD Vaultを通じて共有することも可能になります。」

IBRIチームは、CDD Vaultに保存されたデータにアクセスし、LiveDesign を用いてリアルタイムでの設計の反復作業や詳細な分析を行っています。

「設計・製造・試験・分析」の全サイクルを統合する

IBRIの調査によると、CDD VaultとSchrödinger （LiveDesign ）を組み合わせることで、創薬における「設計・製造・試験・分析（DMTA）」の全サイクルを支援できることが明らかになりました。

「化合物の設計段階に入ると、CDD VaultからデータをLiveDesign に取り込んで新しい化合物を生成できる機能は、非常に強力です」とマダー氏は述べています。「LiveDesign では、データ生成や化合物 による設計の中でワークフローを構築し、ドッキングツールやMPOスコア、その他自動的に算出されるさまざまなパラメータを活用できます。CDD VaultとSchrödinger LiveDesign を活用することで、設計・合成・試験のサイクル全体をカバーすることができます。」

「文献からターゲット Xに関するデータセットが入手できれば、そのデータをインポートして、設計の基礎となるドッキングモデルを作成することができます」とマダー氏は述べています。「そのモデルを使って、作りたい分子の新しい部分や構成要素を同定 することができます。化合物の設計、合成、試験を行うこうしたワークフローにより、設計された潜在的な分子について、より大きな全体像を把握することができるのです。 そこから、関心のある特性を選択し、設計仮説に適用している多くの基準を満たすものを特定し、SAR（構造活性相関）の枠組み内で解決策を導き出すことができます。つまり、これら2つのソフトウェア内で利用可能なワークフローとデータツールへのアクセスが、この完全なループプロセスを加速させているのです。」

「CDD VaultとSchrödinger （LiveDesign ）を活用することで、このプロセスを加速できると考えています。これら2つのツールの価値は、創薬プロセスをいかに促進できるかにあります。」

– ジェイ・マギル博士、インディアナ・バイオサイエンス研究所 最高執行責任者（COO）兼管理担当執行副社長

ツールを組み合わせた創薬の実現

「結局のところ、私たち全員にとって、成功の尺度は、患者の健康に良い影響を与える医薬品となる分子をどれだけ生み出せるかによって決まります」とマギル氏は述べる。「CDD VaultとSchrödinger （LiveDesign ）を活用することで、このプロセスを加速できると確信しています。これら2つのツールの価値は、創薬プロセスをいかに促進できるかにあるのです。」

共同創薬について

Collaborative Drug Discoveryは、世界中の数千名に及ぶ一流の研究者から信頼されている、創薬インフォマティクスにおける最新のアプローチを提供しています。当社の「CDD Vault」は、社内データおよび外部の生物学的・化学的データを安全に管理するホスト型インフォマティクスプラットフォームです。このプラットフォームは、化合物登録、構造 活性相関、在庫管理、可視化、電子実験ノート機能などのコア機能を提供しています。詳細については、www.collaborativedrug.com をご覧ください。

概要Schrödinger

Schrödinger は、医薬品や材料の発見方法に変革をもたらしています。Schrödinger は、物理学に基づいた計算プラットフォームを開発し、従来の方法に比べてより迅速かつ低コストで、医薬品開発や材料用途に向けた高品質で新規な分子の発見を可能にしました。このソフトウェアプラットフォームは、世界中のバイオ医薬品企業、産業企業、学術機関、政府系研究所にライセンス供与されています。Schrödingerの学際的な創薬チームも、このソフトウェア・プラットフォームを活用し、未充足の医療ニーズに対応するための共同研究および自社独自のプログラムのポートフォリオを推進しています。1990年に設立されたSchrödinger は、約800名の従業員を擁し、70カ国以上の顧客や提携先と協力関係を築いています。詳細については、https://wp-stg.schrodinger.comをご覧ください。