Présentation
Dans l'environnement biotechnologique en évolution rapide qui façonne l'avenir de la recherche médicale, la société émergente One BioSciences a franchi une nouvelle étape dans le séquençage génétique. La société a développé un protocole capable d'analyser les cellules individuelles et la manière dont elles communiquent entre elles. Il s'agit d'un processus très précis qui pourrait mener à de nouveaux traitements contre le cancer, mais qui génère également d'énormes volumes de données. C'est pourquoi One Biosciences a choisi d'utiliser les solutions Amazon Web Services (AWS) pour mener ses recherches.
Dans le domaine difficile de la biotechnologie, One BioSciences se distingue par son approche novatrice en matière de séquençage unicellulaire, basée sur des solutions innovantes d'Amazon Web Services (AWS). Cette approche repose sur une méthode unique de séquençage de cellules individuelles, ce qui représente une avancée significative par rapport aux méthodes classiques. Plutôt que de simplement utiliser un profil d'ARN par échantillon, la société a choisi de mettre en œuvre une solution de séquençage cellule par cellule, générant des dizaines de milliers de profils d'ARN uniques. Cette approche détaillée offre une compréhension granulaire du génome, dépassant les limites des techniques standard.
Le processus commence par la dissociation des cellules de l'échantillon, qui sont ensuite encapsulées dans des gouttes individuelles d'hydrogel contenant chacune une cellule. Chaque cellule est séquencée séparément, ce qui permet d'analyser un grand nombre de cellules avec une précision sans précédent. Cette méthodologie révèle des profils génétiques spécifiques, fournissant des informations essentielles sur les gènes associés aux mécanismes de prolifération ou de résistance au traitement, et donc sur le développement de la maladie. Selon Hedi Ben Brahim, PDG de One Biosciences, « le défi consiste à transformer ces technologies très complexes en médicaments le plus rapidement possible. Notre croissance est stimulée par le nombre de projets cliniques (pathologies) que nous traitons et par le nombre de médicaments en cours de développement. Nous commençons par des échantillons et retournons aux patients avec de nouveaux médicaments. Pour ce faire, nous avons noué des partenariats avec de nombreux hôpitaux et laboratoires de recherche ».
Travailler au niveau des cellules pour identifier les mécanismes de propagation
L'approche innovante de One BioSciences réside dans sa capacité à aller au-delà de la simple moyenne des données. Plutôt que de traiter les cellules comme un groupe homogène, l'entreprise utilise une approche individualisée, en examinant chaque cellule séparément. Cela est essentiel pour comprendre les nuances génétiques d'une tumeur ou d'un tissu malade, en distinguant les cellules cancéreuses des cellules saines des cellules immunitaires. Par ailleurs, l'entreprise a mis en place une technologie particulièrement innovante qui lui permet de travailler sur des échantillons congelés, là où les autres acteurs ne peuvent analyser que des cellules « fraîches », ce qui lui permet d'aller plus vite et plus loin que ses principaux concurrents.
Les algorithmes avancés d'alignement génétique, spécifiquement adaptés au niveau de chaque cellule, constituent l'épine dorsale de cette méthodologie révolutionnaire. Ces algorithmes, généralement limités à des analyses génétiques à plus petite échelle, sont désormais appliqués à d'énormes volumes de cellules, repoussant ainsi les limites de la recherche en génomique.
Ressources de pointe disponibles instantanément
Le processus d'analyse consiste à lire de petits segments d'ARN, qui sont ensuite alignés avec un génome humain de référence. Bien que complexe, cette opération est rendue possible par les performances de traitement inégalées fournies par AWS.
« Nous utilisons des algorithmes d'alignement très complexes », explique Hugo Cornu, Lead Tech & Data chez One Biosciences. « Notre approche unicellulaire utilise des algorithmes basés sur la bioinformatique des séquences que nous appliquons à d'énormes volumes de cellules. Cela nécessite beaucoup d'énergie et des ressources GPU spéciales. «
Les instances EC2 et les services de stockage tels que S3 offrent l'évolutivité nécessaire pour traiter efficacement de grands ensembles de données, tout en conservant la vitesse et la précision requises par l'entreprise. Les équipes de One Biosciences s'appuient également sur des services tels que MWAA et Athena, qui leur donnent accès à des outils d'ingénierie des données de pointe sans la charge de maintenance qu'une petite équipe ne peut gérer seule.
Cependant, l'étroite collaboration avec AWS ne se limite pas à l'infrastructure. Les capacités d'apprentissage automatique d'AWS jouent un rôle clé dans l'amélioration continue des algorithmes d'IA utilisés par One BioSciences. Ces algorithmes permettent une identification plus précise des gènes associés au cancer et facilitent la compréhension des interactions cellulaires au niveau microscopique.
Ouvrir la voie à de nouveaux traitements dans un avenir proche
L'approche cellulaire unique de One BioSciences va au-delà de la simple caractérisation génétique. En analysant cellule par cellule, l'entreprise peut déchiffrer les mécanismes de communication intercellulaire au sein d'une tumeur. Cette approche novatrice permet de comprendre comment les cellules cancéreuses interagissent avec leur environnement et comment ces interactions contribuent à la progression tumorale. L'impact de cette méthodologie ouvrira la voie à de nouveaux traitements innovants et à des interventions ciblées. L'objectif final est de pouvoir identifier et interrompre ces mécanismes de communication afin d'empêcher la croissance tumorale, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives personnalisées pour le traitement du cancer.
Grâce à la flexibilité et à la disponibilité des services AWS, One BioSciences peut personnaliser ses solutions, en intégrant des technologies telles qu'AWS Lambda pour automatiser les processus répétitifs et aider à optimiser les ressources utilisées pour la recherche. Ce partenariat entre les deux entreprises illustre clairement comment l'innovation technologique, associée à une méthodologie de recherche de pointe, peut révolutionner la lutte contre le cancer. L'approche cellule par cellule de One BioSciences repousse les limites de la génomique conventionnelle, ouvrant de nouvelles perspectives prometteuses pour comprendre et traiter un large éventail de maladies. Cette collaboration inspirante illustre comment les ressources technologiques peuvent être exploitées pour résoudre certains des défis les plus complexes de la médecine moderne, ouvrant ainsi la voie à un avenir où le cancer pourra être combattu avec une précision sans précédent. Un calendrier qui ne se mesure plus en décennies mais en mois, comme le souligne Hedi Ben Brahim : « Nous sommes désormais pleinement lancés et nous travaillons en parallèle sur quatre maladies spécifiques. Nous nous donnons trois à quatre ans pour mettre au point un médicament adapté aux essais cliniques. »
Notre approche unicellulaire utilise des algorithmes basés sur la bioinformatique des séquences que nous appliquons à de grands volumes de cellules. Cela nécessite beaucoup d'énergie et des ressources GPU spéciales.
Hugo Cornu
Lead Tech Data chez One BiosciencesDémarrer
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