Das Institute for Protein Design der UW bringt Forschung über den Elfenbeinturm hinaus – GeekWire

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Kommerzielle Auswirkungen von IPD in Seattle. Spinouts sind Monod, Arzeda, Icosavax, Neoleukin, Cyrus, PvP Bio, A-Alpha Bio und Mopac Bio. IPD-Wissenschaftler sind Mitbegründer und Berater der Zelltherapieunternehmen Sana, Lyell und Outpace. (IPD-Bild)

Das Institut für Proteindesign ist eine Innovationsfabrik.

Seit ihrer Gründung vor einem Jahrzehnt ist die Institution der University of Washington auf etwa 200 Forscher angewachsen und hat acht Startups gegründet, die Proteindesign-Software einsetzen, um neue Medikamente, Impfstoffe und Enzyme zu entwickeln. IPD-Spinouts haben zusammen mehr als 1 Milliarde US-Dollar aufgebracht und dazu beigetragen, einen Biotech-Boom in Seattle anzuheizen, wo sie alle gelandet sind.

IPD-Forscher bleiben auch nach ihrem Beitritt zu Startups eng mit der Institution verbunden und bilden einen Pool von Beratern, die die nächste Generation von Unternehmen innerhalb der geschäftigen Institution fördern.

Das IPD zielt darauf ab, eine Kultur der Zusammenarbeit zwischen seiner interdisziplinären Mischung aus Software-Ingenieuren, Experten für Arzneimittelentwicklung und anderen Wissenschaftlern zu fördern, so der Direktor David Bäckerder 2021 den renommierten „Breakthrough“-Preis in den Biowissenschaften gewonnen hat. Seine Aufgabe, sagte er, sei es, die richtigen Leute zusammenzubringen und ein Umfeld für Interaktion zu schaffen.

„Ich trete einfach zurück und lasse die Magie geschehen“, sagte Baker.

Es sind die menschlichen Verbindungen, die das Unternehmertum innerhalb einer Institution fördern, die sich seit ihrer Gründung vor zehn Jahren der Herausforderung gestellt hat, die Forschung über den Elfenbeinturm hinaus zu führen.

„Sie sind von Menschen umgeben, die einige der Probleme kennen, auf die Sie stoßen“, sagte er Anindy Roy, ein IPD-Wissenschaftler und Mitbegründer von Lila Biologics, einem aufstrebenden Spinout innerhalb des IPD. „Du gehst einfach zu ihnen.“

David Bäcker
David Baker, Direktor des Institute for Protein Design der University of Washington. (Foto der UW-Medizin)

Inkubation eines Spinouts

Lilas Weg zum aufstrebenden Startup begann vor einigen Jahren als Forschungsprojekt.

Roy entwarf Proteine, um auf Integrine abzuzielen, eine Familie von Molekülen, die an einer Reihe von Erkrankungen beteiligt sind.

Software-Fortschritte innerhalb der letzten zwei Jahre ermöglichten schließlich den Durchbruch. Roy baute erfolgreich ein medikamentenähnliches Protein, das auf ein Integrin abzielt, das an einer tödlichen Erkrankung beteiligt ist, die die Lunge vernarbt, idiopathische Lungenfibrose.

Lila Biologics-Mitbegründerin Anindya Roy. (IPD-Foto)

Roys Team fand heraus, dass das Protein das Integrin in Zellen neutralisiert und Krankheiten in Mausmodellen der Atemwegserkrankung entgegenwirkt. Die Behandlung ist bei Raumtemperatur stabil und wird über einen Vernebler an die Lunge abgegeben.

Die Forscher fuhren fort, Proteine ​​für andere Integrine zu entwickeln, die an Krebs und Stoffwechselerkrankungen beteiligt sind. Die Proteine, Minibinder genannt, sind klein, schlank und lassen sich leicht synthetisieren.

„Mit diesen wirklich präzisen Proteindesign-Methoden können Sie jetzt Verbindungen herstellen, die auf viele verschiedene Mitglieder der Familie abzielen können“, sagte Baker von Roys Forschung. „Das war vorher einfach nicht möglich.“

Als Roys Projekt reifte, wechselte er in einen separaten Zweig des IPD, seines translationalen Forschungsprogramms. Dorthin gehen IPD-Unternehmer, wenn sie bereit sind, ein Unternehmen aufzubauen.

Ein Minibinder in Blau, der an sein Ziel gebunden ist. (IPD-Bild / Anindya Roy)

Förderung des Unternehmertums

Die Aufteilung des Unternehmertums in ein eigenständiges Programm entlastet Baker und ermöglicht es ihm und seinem Team, sich auf das zu konzentrieren, was sie am besten können: Grundlagenforschung.

Das Übersetzungsprogramm hat einen eigenen Kopf, Lanze Stewart, und erleichtert den Zugang zu Beratung und Finanzierung. „Es gibt Forschern die Möglichkeit, eine gewisse Autonomie und ihre eigene persönliche Verantwortung zu spüren, einschließlich der Beschaffung von Fördergeldern in ihrem eigenen Laborraum“, sagte Stewart. Und das hilft Wissenschaftlern, sich auf die riskantere Aufgabe der Unternehmensgründung vorzubereiten.

Jake Kraft, Mitbegründer von Lila Biologics. (IPD-Foto

Zu den Programmberatern gehören Ingrid Swanson Pultz, Mitbegründer des IPD-Spinouts PvP Biologics, das 2020 von Takeda für 330 Millionen US-Dollar übernommen wurde. Ein anderer ist ein ehemaliger PvP-CEO Adam Simpson, jetzt CEO des IPD-Impfstoff-Spinouts Icosavax. Beide sind Teil des Managementteams von Lila.

„Es gibt hier eine berauschende Kultur, die so viel Energie erzeugt, es sind viele kluge Leute an einem Ort“, sagte er Jake Kraftder auch Mitbegründer von Lila ist, zusammen mit Xinru Wang und Hua Bai. „Wir werden ständig ermutigt, miteinander zu reden und zu kommunizieren und einfach Ideen auszutauschen. David nennt es das Gemeinschaftshirn. Das war seine Philosophie und es funktioniert.“

Zu den Quellen der Seed-Finanzierung gehört das UW-Startup-Programm WIR ERREICHEN und die gemeinnützige Washington Research Foundation, die zusammen 640.000 US-Dollar für Lila bereitstellten.

Auch die Software von IPD wird im Hinblick auf die Förderung von Innovationen lizenziert. Die Tools sind über die verfügbar Rosetta Commons, das einen Mechanismus für die gemeinschaftsweite Zusammenarbeit und den Zugriff durch 70 kommerzielle und 30.000 akademische Lizenzen bietet. Das IPD baut auch absichtlich Unternehmen in Seattle auf, sagte Stewart, was beim Aufbau seines Netzwerks hilft.

Baker möchte ein kreatives, unterhaltsames Arbeitsumfeld schaffen, in dem Interaktionen spontan stattfinden, sagte er. Zweimal wöchentliche Research Talks und Happy Hour helfen dabei.

„Ich denke, ein Teil dessen, was Menschen aus der ganzen Welt hierher zieht, ist die Aussicht, ein Unternehmen zu gründen“, sagte Baker. „Wenn diese brillanten Leute hinzukommen, führt das zu neuen wissenschaftlichen Fortschritten, die dann neue Unternehmen ermöglichen. Es ist wirklich eine nette Art von Feedback.“

Und es stehen weitere Startups in den Startlöchern. „Es sind einige aufstrebende Unternehmen in einem sehr breiten Spektrum unterschiedlicher Bereiche in Arbeit“, sagte Baker.

Andere IPD-Forscher im translationalen Programm umfassen Georg Ueda und James Lazarovits, der sind Ingenieurwesen Nanopartikel zur Regeneration von Blutgefäßen. Stéphanie Berge vor kurzem aus dem Programm geflüchtet: Sie ist Mitbegründerin von Mopac Biologics Entwicklung ein Minibinder zur Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen und ist Chief Scientific Officer des Unternehmens.

Eine 5-Jahres-Auszeichnung in Höhe von 45 Millionen US-Dollar von Das mutige Projekt bei TED im Jahr 2019 stärkt auch die Wissenschaft des IPD und half ihm, seine Größe fast zu verdoppeln.

Der Schwerpunkt des IPD auf Grundlagenforschung bringt viele neue Ideen für Unternehmen hervor. Und die Geschwindigkeit der Innovation beschleunigt sich, sagte Baker.

Das Institut für Proteindesign nimmt den gesamten vierten Stock des Molecular Sciences and Engineering-Gebäudes der UW ein. (IPD-Foto)

Von der Software bis zur Inbetriebnahme

Die Wissenschaft des IPD wird durch seine Software vorangetrieben. Und Software treibt eine Veränderung in der Art und Weise voran, wie neue Therapeutika entworfen und entwickelt werden.

Im März dieses Jahres veröffentlichte das IPD eine Studie zeigt, wie seine Rosetta-Software drogenähnliche „Minibinder“ wie die von Lila herstellen könnte. Einen Monat später präsentierte das IPD Proteine, die wie Miniaturachsen- und Rotorbaugruppen wirken.

Im vergangenen Dezember wurde das IPD von gelobt Wissenschaft Magazin mit der Auszeichnung „Durchbruch des Jahres“ für 2021. IPD-Forscher Minkyung Baek und ihre Kollegen halfen dabei, eine seit langem bestehende Herausforderung zu knacken: die Vorhersage, wie sich ein Protein auf der Grundlage der Sequenz seiner Aminosäurebausteine ​​faltet. Das IPD nahm den Preis mit DeepMind von Alphabet für sein Software-Tool mit nach Hause, das die Aufgabe mit Geschwindigkeit und beispielloser Genauigkeit bewältigte.

Die neuen Tools werden bereits von Biopharmaunternehmen eingesetzt, um bei der Entwicklung potenzieller Medikamente zu helfen.

„Die Forschung schreitet gerade in einem unglaublich schnellen Tempo voran. Es scheint, als könnten wir alle paar Monate etwas tun, was wir vorher nicht tun konnten“, sagte Baker. „Das eröffnet wirklich viele neue Möglichkeiten für Unternehmen. Es ist eine wirklich aufregende Zeit.“

Andere IPD-Spinouts sind das industrielle Enzymunternehmen Arzeda, das kürzlich 33 Millionen US-Dollar aufgebracht hat; Cyrus Biotechnology, ein Start-up für die Arzneimittelentwicklung, das mehr als 90 Industriepartner hat; und A-Alpha Bio, das zur Entwicklung von Therapien gegen COVID-19-Varianten beiträgt.

Erst letzte Woche erhielt ein vom IPD und anderen UW-Forschern entwickelter Impfstoff die Zulassung in Südkorea. Der an SK Bioscience lizenzierte Impfstoff ist das erste zugelassene Medikament, das auf computergestütztem Proteindesign basiert – ein Meilenstein, der das Vertrauen der Investoren stärken wird, sagte IPD-Forscher Neil King in einem früheren Interview mit GeekWire.

Und die Anleger sind bereits optimistisch auf dem Feld. Im vergangenen Frühjahr das computergesteuerte Biotech-Unternehmen Insitro landete 400 Millionen Dollar in Venture-Finanzierung und Rekursion zog 436 Millionen Dollar ein bei seinem Börsengang. Im November hat Alphabet Isomorphic Labs ausgegliedert, um die Software von DeepMind für das Arzneimitteldesign zu nutzen.

In Seattle profitieren nicht nur IPD-Spinouts vom Rat und Einfluss der Institution – auch andere Biotech-Unternehmen nutzen ihre Expertise.

Baker beispielsweise ist wissenschaftlicher Mitbegründer der Zelltherapiegiganten Sana Biotechnology und Lyell Immunopharma aus Seattle. Postdoktoranden des IPD Marc Lajoie und Scott Boyken sind auch Mitbegründer von Lyell sowie des Lyell-Spinouts Outpace Bio. Bäcker mitgegründet hat zehn Unternehmen und berät acht weitere.

All dies hat dazu beigetragen, den Raum Seattle zum achtgrößten Biowissenschaftsmarkt in den USA zu machen, und einen Anstieg der Beschäftigung im Bereich der Biowissenschaften angeheizt. Bald könnte IPD ein weiteres erfolgreiches Startup auf die Beine stellen.

Roy und Kraft werden Lila diesen Sommer an Venture-Firmen verkaufen. Sie zielen darauf ab, Investoren davon zu überzeugen, dass sie über eine potenzielle Behandlung für Atemwegserkrankungen und eine Plattform zur späteren Entwicklung ähnlicher arzneimittelähnlicher Proteine ​​verfügen.

Eines Tages könnten die Gründer von Lila die nächste Generation von Unternehmern bei IPD beraten. Roy sagte: „Wenn wir erfolgreich sind, können wir hoffentlich zurückkommen.“

In der folgenden Liste finden Sie weitere Informationen zu IPD-verknüpften Spinouts, aufgelistet nach dem Datum der Einführung.

Arzeda

Gegründet: 2008 (gegründet mit Technologie aus dem Labor von Direktor David Baker, vor dem formellen Start von IPD)

Fokus: Stoffwechseltechnik

VORSITZENDER: Alexandre Zanghelliniein ehemaliger UW-Doktorand in Bakers Labor und Mitbegründer des Unternehmens.

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Im Labor für synthetische Biologie von Arzeda, wo industrielle Zutaten wie Bier gebraut werden

Cyrus Biotechnologie

Gegründet: 2014

Fokus: Arzneimitteldesign und -entwicklung.

VORSITZENDER: Lukas Nivonein ehemaliger Postdoktorand der UW in Bakers Labor und Mitbegründer des Unternehmens.

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PvP Biologics (aufgekauft von Takeda)

Gegründet: 2014, erworben 2020

Fokus: Orales Therapeutikum für Zöliakie.

VORSITZENDER: IPD-Ermittler Ingrid Swanson Pultz war Mitbegründer und Gründungs-CEO des Unternehmens. Langjährige Führungskraft im Bereich Life Sciences Adam Simpson später CEO; er ist jetzt CEO von Icosavax.

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A-Alpha-Bio

Gegründet: 2018

Fokus: Protein-Wirkstoff-Target-Screening.

VORSITZENDER: David JüngerMitbegründer des Unternehmens und ehemaliger UW-Doktorand im Labor von David Baker.

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Icosavax

Gegründet: 2018

Fokus: Impfstoffe aus Nanopartikelproteinen

VORSITZENDER: Adam Simpsonehemaliger CEO des IPD-Spinouts PvP Biologics und Mitbegründer von Icosavax.

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Neoleukin-Therapeutika

Gegründet: 2018

Fokus: Mimetika von Proteinregulatoren, sogenannten Zytokinen, für die Onkologie.

VORSITZENDER: Jonathan Drachmannehemaliger Chief Medical Officer und Leiter der F&E bei Seagen.

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Monod Bio

Gegründet: 2021

Fokus: Kundenspezifische Biosensoren

VORSITZENDER: Daniel Adriano SilvaMitbegründer des Unternehmens und ehemaliger Forschungsleiter des IPD-Spinouts Neoleukin Therapeutics. Er ist außerdem ein ehemaliger Postdoktorand der UW im Labor von David Baker.

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Mopac Biologics

Gegründet: 2022

Fokus: Minibinder-Therapeutika für Entzündungen.

VORSITZENDER: Stellvertretender CEO ist Adam Simpsonderzeit CEO von Icosavax.