2020-08-18 
Ksilink participe à un consortium d'imagerie cellulaire pour accélérer le développement de nouveaux médicaments à partir de modèles cellulaires issus de patients

Cet effort collectif pour du profilage morphologique en utilisant la technologie du « cell painting » vise à accélérer le développement de médicaments, en créant un ensemble massif de données de cellules, marquées dans plus de 140 000 conditions différentes.

Le 30 juillet 2020 à Strasbourg. L'association Ksilink, centre de recherche translationnelle public-privé, annonce sa participation à un projet collaboratif incluant des partenaires industriels et académiques, lancé et coordonné par le Broad Institute of MIT et Harvard. L'objectif est de créer un vaste ensemble de données d'imagerie cellulaire, affichant plus d'un milliard de cellules, et répondant à plus de 140 000 petites molécules (composés) et perturbations génétiques.
 
Cet ensemble de données d'images de microscopie constituera la plus grande collection d'images de cellules générées par « Cell Painting ». Il servira de référence pour alimenter les efforts de développement de nouvelles thérapies. Douze partenaires industriels pharmaceutiques et académiques de référence se sont joints à cette initiative du Broad Institute dénommée « Joint Undertaking in Morphological Profiling with Cell Painting » (JUMP-CP).
 
Une fois créé, l'ensemble de données d'images sera mis à la disposition exclusive des membres du consortium pendant la première année, puis disponible pour l'ensemble de la communauté scientifique. Les applications potentielles de cette base de données de référence incluent notamment la prédiction de l'activité et de la toxicité des composés dans des cellules, facilitant ensuite l'adaptation des médicaments appropriés aux différents états pathologiques.

Stimuler le développement de médicaments grâce au criblage phénotypique de modèles cellulaires issus de patients

Pour Ksilink, l'objectif est d'identifier et de développer de nouveaux médicaments en utilisant des modèles cellulaires directement développés à partir de matériel de patients souffrant de maladies liées à des mutations génétiques. Ces modèles de maladies cellulaires, physiologiquement très pertinents, sont utilisés pour le criblage phénotypique à haut débit et à haut contenu. Les images de microscopie cellulaire ainsi générées contiennent une grande quantité d'informations sur l'état de la cellule : si elle est malade, si elle montre des réactions à un traitement médicamenteux, ou encore si on peut observer des perturbations d'une certaine voie signalétique, par exemple.

Dans ce contexte, Ksilink développe des techniques d'analyse multi-paramétriques de données d'images pour étudier des modèles cellulaires à l'aide d'algorithmes d'apprentissage profond (« deep learning algorithms »). L'utilisation de l'intelligence artificielle permet de détecter des changements structurels dans les cellules, même très subtils, lorsqu'elles sont exposées à un composé potentiellement actif.

Cette approche dite « agnostique » se caractérise par l'absence de cible : en effet, Ksilink ne se concentre pas sur une cible spécifique ou une voie de transduction de signal mais teste les composés dans le système cellulaire complexe et complet - appelé criblage phénotypique ou cellulaire.

L'analyse d'images cellulaires conduite dans le cadre du projet JUMP-CP peut permettre de déterminer les mécanismes sous-jacents à l'œuvre lorsque les cellules sont affectées par des composés chimiques. Le consortium permet à Ksilink d'accéder à une base de données de plus de 140 000 structures chimiques et de perturbations génétiques annotées. Ces informations peuvent ainsi favoriser la détermination des mécanismes d'action des composés actifs identifiés lors de ses campagnes de criblage phénotypique.

Le consortium JUMP-CP, coordonné au Broad Institute par le Dr. Anne Carpenter, créera une masse critique de données d'images cellulaires pour permettre des découvertes sur la biologie cellulaire pouvant faciliter la découverte et le développement de médicaments. L'objectif est d'identifier l'effet de chaque composé ou gène sur la forme ou sur l'activité de la cellule en créant un atlas morphologique que les chercheurs peuvent référencer comme base dans leurs propres études. Forts d'une grande référence de profils cellulaires basés sur des images, les scientifiques pourraient alors comparer leurs images par calcul pour déterminer le mécanisme d'action probable d'un médicament ou l'impact d'un variant de gène, avant tout essai clinique chez les patients.

« En fin de compte, nous visons à rendre les images cellulaires aussi accessibles et analysables que les génomes et les transcriptomes », explique le Dr. Carpenter.
« Ksilink est très heureux de faire partie de ce prestigieux consortium. Il nous permet d'améliorer notre capacité à identifier de nouvelles classes de molécules afin de développer des candidats médicaments pour des maladies aux besoins médicaux importants », explique Antoine de Lacombe, Directeur général de Ksilink.

Créer une base de données de référence de haute qualité, basée sur les connaissances du Broad Institute
Le consortium utilisera une technologie phare du Broad Institute appelée  « Cell Painting » pour étudier systématiquement la morphologie cellulaire et construire la base de données de référence. Les données extraites d'images cellulaires indiqueront la façon dont la cellule a été affectée par chaque composé chimique ou perturbation génétique, permettant ainsi aux scientifiques d'explorer la biologie sous-jacente avec la puissance de l'analyse d'image automatisée. Cette collaboration est en partie financée par le « Bits to Bytes Capital Call du Massachusetts Life Sciences Center » (MLSC).

A propos de Ksilink : www.ksilink.com
Ksilink est une association de recherche translationnelle privé-public avec sa propre équipe et son expertise unique dans la découverte de nouveaux médicaments en utilisant des modèles cellulaires issus de patients. Ksilink a été fondée en 2014 à Strasbourg, en France. En collaboration avec ses partenaires industriels et universitaires venant de France, d'Allemagne et du Luxembourg, Ksilink conduit des programmes collaboratifs translationnels innovants. Ksilink fournit une expertise unique dans les domaines du criblage à haut débit et à haut contenu (HTS / HCS), de l'analyse d'images à l'aide de techniques d'apprentissage en profondeur, et du développement préclinique de médicaments dans une approche intégrée et industrialisée.

 

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