Управление по инновациям Израиля делает ставку на биоконвергенцию как на следующий важный шаг в развитии национальных стартапов. Разработка лекарств будет во все большей степени определяться сложным пересечением биологии, информатики, математики, инженерии и нанонауки. Примерами биоконвергенции служат такие технологии, как тестирование новых лекарств от рака на опухолевых клетках, напечатанных на 3D-принтере. анализ микробиома кишечника для определения лучшего лекарства от болезни Крона, выявление генов, помогающих «выключить» онкоклетку. Это лишь некоторые из совпадений биологии, физики, информатики, математики, инженерии, материаловедения и нанотехнологий, которые составляют новую область «биоконвергенции».
В настоящее время Израиль инвестирует 100 миллионов шекелей в биоконвергентные технологии и компании. Управление по инновациям Израиля определило биоконвергенцию как следующий двигатель роста израильской экономики. На разработку лекарств для борьбы с болезнями по старинке уходят десятилетия и миллиарды долларов. В новой эре фармацевтики исследователи из разных областей будут работать вместе. Сегодня ни одна из крупных фармацевтических компаний не инвестирует в биоконвергенцию, они изучают биологию, но не знают, как к ней подойти. Израиль — небольшая страна, где все знают друг друга, что позволяет сравнительно легко создавать многопрофильные команды.
Ронит Сатчи Файнаро названа израильским бизнес-изданием Globes женщиной 2019 года. Она возглавляет лабораторию по исследованию рака и наномедицины, в которой работают 30 человек, на факультете физиологии и фармакологии Тель-Авивского университета. В лаборатории Сатчи Файнаро работают научные сотрудники в области биологии, химии, медицинской инженерии, биоинформатики и «даже студенты-архитекторы». Мы живем в постгеномную эпоху, поэтому есть много места для информатики.
Лаборатория Сатчи Файнаро разработала метод 3D-печати раковых опухолей головного мозга с использованием МРТ изображений. Лаборатория проводит анализ изображения и конвертирует его в файл, который может прочитать 3D-принтер, на котором затем создается опухоль. В лаборатории Сатчи Файнаро создается не одна, а до 20 мини-опухолей, которые затем подключаются к набору трубок и насосов, которые имитируют доставку крови и, что наиболее важно, химиотерапию или другие виды лечения рака. Это позволяет врачам тестировать лекарства на точной копии реальной опухоли. Сатчи Файнаро также работает над иммунотерапевтической нано-вакциной от меланомы и иммуномодулированным препаратом против Covid-19.
Еще один израильский пионер биоконвергенции — компания BiomX, работающая над лечением болезни Крона и других воспалительных заболеваний кишечника путем секвенирования бактерий в микробиоме пациента. Технология BiomX основана на том, что воспалительные заболевания кишечника вызваны микробиомом и что «определенные бактерии обладают устойчивостью к антибиотикам. Методы биоконвергенции гарантируют, что пациент получит правильные фаги — тип вируса, поражающего бактерии, — чтобы убить только микробы-вредители.
Антибиотики уничтожают как вредные, так и полезные бактерии и, во многих случаях, приводят к развитию устойчивых к антибиотикам бактерий. Фаги очень точны и побочных эффектов нет. Технология BiomX была первоначально разработана и лицензирована Институтом Вейцмана в Реховоте. В компании работает 100 сотрудников, ее акции торгуются на бирже в США.
В Израиле есть компания Пангея, чья ниша биоконвергенции — это «синтетическая летальность». Основная идея состоит в том, что гены часто действуют парами. Если ген действует неестественно в опухоли (например, он может быть «отключен» из-за мутации или аномальной экспрессии), идентификация и отключение парного гена может избирательно убить злокачественные клетки. Если в геноме человека 20 000 генов, «простая математика означает, что существует около 400 миллионов пар генов. Технология Пангея позволяет найти парные гены, «которые уязвимы для побочных повреждений, а не только те, которые вызывают опухоль.