Arc Institute kontynuuje swoją misję tworzenia i udostępniania na szeroką skalę wysokiej jakości zbiorów danych przedstawiających stan komórek przed i po ingerencjach chemicznych lub genetycznych, wspierając rozwój tzw. „wirtualnych komórek” oraz innych przełomowych innowacji w dziedzinie biologii i medycyny. Zaledwie dwa miesiące po ogłoszeniu uruchomienia Arc Virtual Cell Atlas – zbioru danych zawierającego informacje o ponad 300 milionach komórek – inicjatywa zyskuje silne wsparcie dzięki strategicznym partnerstwom z firmami 10x Genomics oraz Ultima Genomics, liderami w dziedzinie zaawansowanych technologii analizy pojedynczych komórek.
Połączenie specjalistycznej wiedzy Arc z najnowocześniejszymi rozwiązaniami technologicznymi firm 10x i Ultima pozwoli generować dane komórkowe po ingerencjach (perturbacjach) z niespotykaną dotąd dokładnością i skalą. Dzięki temu możliwe będzie tworzenie coraz dokładniejszych modeli komórek opartych na sztucznej inteligencji, które mają potencjał transformować badania biologiczne oraz przyspieszyć opracowywanie nowych leków. Naukowcy już teraz deklarują chęć udostępnienia tych unikatowych zasobów całej społeczności badawczej, co może znacząco przyspieszyć globalne postępy w medycynie i biotechnologii.
Technologia Chromium Flex firmy 10x Genomics ma kluczowe znaczenie dla realizacji tej wizji. Umożliwia ona badanie milionów pojedynczych, zmodyfikowanych komórek jednocześnie, przy zachowaniu rekordowo niskiego kosztu na komórkę i wyjątkowej rozdzielczości. Pozwala to odpowiedzieć na najtrudniejsze pytania współczesnej biologii molekularnej, a jednocześnie czyni analizy na skalę przemysłową bardziej dostępnymi niż kiedykolwiek wcześniej. „GEM-X Flex został zaprojektowany z myślą o najbardziej ambitnych badaniach biologicznych – daje możliwość uzyskania wysokiej jakości danych komórkowych na dużą skalę przy zachowaniu akceptowalnych kosztów”, powiedział Serge Saxonov, dyrektor generalny 10x Genomics.
Równolegle, Ultima Genomics wnosi do projektu swój nowatorski system sekwencjonowania UG 100 oraz świeżo wprowadzoną chemię Solaris, która pozwala jeszcze szybciej i taniej generować olbrzymią ilość danych. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, platforma UG 100 opiera się na architekturze sekwencjonowania bazującej na waflach oraz innowacyjnych reakcjach chemicznych, co znacząco obniża koszty i zwiększa efektywność. Arc potwierdziło skuteczne działanie tego systemu w połączeniu z GEM-X Flex, dzięki czemu możliwe jest uzyskiwanie danych komórkowych w jakości i skali odpowiedniej do ambitnych projektów badawczych. Dodatkowo, dzięki nowemu trybowi operacyjnemu Solaris Boost, będącemu aktualnie w fazie wczesnego dostępu, możliwe będzie dalsze zwiększenie uzysku danych.
„Nasza technologia sekwencjonowania została stworzona z myślą o przełamaniu ograniczeń tradycyjnych metod – chcieliśmy umożliwić znaczące obniżenie kosztów informacji genomowej i pozwolić badaczom działać na niespotykaną skalę”, zaznaczył Gilad Almogy, założyciel i dyrektor generalny Ultima Genomics. Dodał, że rosnąca rola aplikacji opartych o sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe, takich jak wirtualne modele komórkowe i wielkoskalowe perturbacyjne zestawy danych, potwierdza skuteczność ich technologii.
Obecnie projekt Arc nie kończy na tych dwóch partnerach – zespół intensywnie rozwija współpracę z kolejnymi ośrodkami badawczymi, aby wzbogacać swój Atlas o nowe dane z eksperymentów obejmujących pojedyncze komórki. Długofalowym celem inicjatywy jest stworzenie trwałego i powszechnie dostępnego zasobu danych, który umożliwi rewolucję w biologii, stając się fundamentem modeli uczenia maszynowego pozwalających zrozumieć złożoność życia na poziomie komórkowym.
Jak zaznacza Patrick Hsu, współzałożyciel i główny badacz Arc Institute, celem prac jest stworzenie narzędzi, które umożliwią przewidywanie, jakie modyfikacje są potrzebne, by przywrócić chore komórki do zdrowego stanu. Takie predykcyjne podejście, oparte na całościowym „modelu świata” komórki, stanowi odejście od dominującej dziś metody prób i błędów w biologii eksperymentalnej. Dzięki temu możliwe będzie precyzyjne i znacznie szybsze wytypowanie najbardziej obiecujących celów terapeutycznych, co może zrewolucjonizować podejście do leczenia wielu chorób.
