Lumen Bioscience, compañía biofarmacéutica en etapa clínica que desarrolla productos para tratar y prevenir enfermedades altamente prevalentes, ha anunciado los resultados de una colaboración de investigación con Google que aplicó el aprendizaje automático (ML) para avanzar significativamente en la escalabilidad de los medicamentos biológicos basados en espirulina. La investigación, dirigida por Caitlin Gamble, Lumen y Drew Bryant en Google Accelerated Science, ha sido financiada en parte por la Fundación Bill y Melinda Gates.
El nuevo documento detalla la aplicación de ML para aumentar la productividad de la espirulina utilizando la optimización de la caja negra bayesiana para explorar rápidamente un espacio de 17 dimensiones que contiene numerosas variables ambientales, incluido el pH, la temperatura y el espectro de luz y la intensidad de la luz. Las modificaciones en múltiples rondas experimentales dieron como resultado resultados que duplicaron la capacidad de producción de proteínas a base de espirulina.
Incluso en un sistema de biofabricación ultra simple como el de Lumen, donde el medio de crecimiento incluye solo agua y un puñado de sales minerales simples, la cantidad de variables potencialmente interactuantes es demasiado grande para explorar de manera eficiente con la experimentación tradicional de un factor a la vez.
El nuevo documento detalla la aplicación de ML para aumentar la productividad de la espirulina utilizando la optimización de la caja negra bayesiana
La plataforma de biofabricación basada en espirulina de Lumen ya es fácilmente asequible para los clientes del mundo desarrollado, pero mayores ganancias de productividad como esta permitirán una distribución más amplia de estos productos en el mundo en desarrollo, una de las principales prioridades de la Fundación Gates. Esta aplicación ML proporciona una forma de atajar el proceso de mejora de la productividad que tomó décadas para las plataformas de biofabricación más antiguas como la levadura, E. coli y CHO.
"La combinación de dos innovaciones pioneras, el aprendizaje automático de Google y nuestra producción terapéutica basada en espirulina, nos acerca aún más a un enfoque totalmente optimizado que podría tener un gran impacto en enfermedades devastadoras a nivel mundial", ha señalado Jim Roberts, cofundador y director científico de Lumen Bioscience.
''Creemos que este documento es el primero en describir la aplicación de técnicas de IA a la fabricación de productos biológicos. Esperamos la implementación futura de estas prácticas, respaldada con fondos del Departamento de Energía, para proporcionar productos biológicos administrados por vía mucosa y tópica para enfermedades altamente prevalentes que, hasta ahora, no han sido factibles debido al costo y los desafíos de escala de la biofabricación tradicional'', ha añadido.
''La plataforma de fabricación biofarmacéutica basada en espirulina de Lumen Bioscience representó un desafío único y significativo para nuestro equipo de ML'', ha apostillado Drew Bryant. ''Al aplicar técnicas de aprendizaje automático al desafío, pudimos mejorar significativamente los resultados a una velocidad y un costo que no sería posible con los métodos tradicionales. Las mejoras adicionales a esta plataforma prometen revolucionar las ideas sobre los objetivos de enfermedades factibles y el acceso global a los medicamentos biológicos basados en la espirulina'', ha concluido.