Avec AWS, One Biosciences révolutionne le séquençage en cellule unique et part en guerre contre le cancer

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« Notre approche single cell fait appel à des algorithmes issus de la bioinformatique des séquences mais que nous appliquons à des volumes considérables de cellules. Cela exige une grande puissance et des ressources GPU particulières. »

Hugo Cornu, Lead tech Data chez One Biosciences.

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Dans le paysage dynamique de la biotechnologie où se dessine le futur de la recherche médicale, la jeune pousse One Biosciences se distingue en poussant le séquençage à un niveau jamais exploité jusqu’alors. L’entreprise a en effet mis au point un protocole capable d’analyser les cellules à l’échelle individuelle et la façon dont elles communiquent entre elles. Un travail d’une précision unique, qui permet d’entrevoir de nouveaux traitements contre le cancer, mais qui génère par ailleurs des volumes de données considérables. C’est la raison pour laquelle One Biosciences a choisi de s’appuyer sur les solutions d'Amazon Web Services (AWS) pour propulser ses recherches.

Dans l'arène complexe de la biotechnologie, One Biosciences se distingue par une approche pionnière dans le séquençage en/de cellule unique, propulsée par les solutions innovantes d'Amazon Web Services (AWS). Au cœur de cette démarche réside une méthode unique, permettant le séquençage cellulaire à l'échelle individuelle, un saut qualitatif par rapport aux méthodes conventionnelles. Plutôt que de se contenter d'un profil ARN par échantillon, l'entreprise a fait le choix de mettre en place une solution de séquençage cellule par cellule, générant ainsi des dizaines de milliers de profils ARN distincts. Cette approche minutieuse offre une compréhension granulaire du génome, transcendant les limites des techniques traditionnelles.
 
Le processus commence par dissociation des cellules tumorales de l’échantillon, qui sont ensuite encapsulées dans des gouttes d'hydrogel individuelles, chacune renfermant une cellule. Le séquençage de chaque cellule est effectué de manière isolée, permettant ainsi d'analyser des cohortes massives de cellules avec une précision sans précédent. Cette méthodologie révèle des profils génétiques spécifiques, offrant des indices cruciaux sur des gènes associés à des mécanismes de proliférations ou à des résistances aux traitements et donc sur le développement de la pathologie. « Tout l’enjeu, note Hedi Ben Brahim, CEO de One Biosciences, est de transformer ces technologies très complexes en médicaments, et ce le plus rapidement possible. Nous partons d’échantillons pour revenir aux patients avec de nouveaux médicaments. Et pour ce faire, nous avons noué des partenariats avec plusieurs centres hospitaliers et laboratoires de recherche »
 
Travailler au niveau de la cellule pour identifier les mécanismes de propagation
 
L'aspect novateur de la méthode de One Biosciences réside dans la capacité à dépasser la simple moyenne des données. Plutôt que de traiter les cellules en tant que groupe homogène, l'entreprise adopte une approche individualisée, examinant chaque cellule de manière distincte. Cette distinction est fondamentale dans la compréhension des nuances génétiques au sein d'une tumeur ou d’un tissu malade, distinguant entre les cellules cancéreuses, les cellules saines et les cellules immunitaires. L’entreprise a en outre mis en œuvre une technologie particulièrement innovante qui lui permet de travailler sur des échantillons congelés, là où d’autres acteurs ne peuvent analyser que des cellules « fraiches », 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 la cellule unique, constituent le pilier de cette méthodologie révolutionnaire. Ces algorithmes, habituellement réservés aux analyses génétiques à plus petite échelle, sont appliqués ici à des volumes considérables de cellules, repoussant les limites de la recherche en génomique.
 

Des ressources de pointe disponibles instantanément

Le processus d'analyse implique la lecture de petits segments d'ARN, qui sont ensuite alignés sur un génome humain de référence. Cette opération, bien que complexe, est rendue possible grâce à la puissance de traitement inégalée fournie par AWS.
« Nous faisons appel à des logiciels d’alignement très lourds, précise Hugo Cornu, Lead Tech&Data chez One Biosciences. Notre approche single cell fait appel à Des algorithmes issus de la bioinformatique des séquences, mais que nous appliquons à des volumes considérables de cellules. Cela exige une grande puissance et des ressources GPU particulières. »
EC2, Sagemaker et S3 permettent de disposer de ressource à la demande pour une charge très irrégulière dans le temps.

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MWAA et Athena permettent d’avoir accès à des outils à la pointe du data engineering sans avoir la charge de maintenance qu’une petite équipe ne peut assumer seule..

Mais la collaboration étroite avec AWS ne se limite pas à l'infrastructure. Les capacités de machine learning d'AWS jouent un rôle crucial dans l'amélioration constante 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 à un 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 décoder les mécanismes de communication intercellulaire au sein d'une tumeur. Cette approche révolutionnaire 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 permet d’ouvrir la voie à de nouveaux traitements novateurs et à des interventions ciblées. L'objectif ultime est de parvenir à identifier et à interrompre ces mécanismes de communication pour entraver la croissance tumorale, apportant ainsi des perspectives nouvelles et personnalisées pour le traitement du cancer.

La souplesse et la disponibilité des services d'AWS permettent à One Biosciences de personnaliser ses solutions, en intégrant des technologies telles que AWS Lambda pour automatiser des processus répétitifs et optimiser les ressources allouées à la recherche. L'association entre les deux entreprises démontre que l'innovation technologique, combinée à une méthodologie de recherche avant-gardiste, peut révolutionner la lutte contre le cancer. En adoptant une approche cellule par cellule, One Biosciences transcende les limites de la génomique conventionnelle, offrant des perspectives nouvelles et prometteuses pour la compréhension et le traitement de nombreuses pathologies. Cette collaboration exemplaire 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 peut être combattu avec une précision sans précédent. Un horizon qui ne se compte plus désormais en décennies mais en mois, comme le rappelle Hedi Ben Brahim : « Nous sommes désormais pleinement lancés, et nous travaillons en parallèle sur 4 pathologies. Nous nous donnons trois à quatre ans pour aboutir à un médicament à même de passer en essai clinique. »

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