シングルセル & 空間マルチオミックス
これまでにない最大限の洞察で、医薬品開発の成功を大きく高める
シングルセルと空間的な細胞の状態を理解することで、医薬品開発における個々の意思決定を確かなものとします。
Transforming drug development with single cell and spatial
高解像度から得られる知見は、より的確なターゲットを発見する可能性を高めるだけではありません。最良のリードの選択、作用機序（MOA）の総合的なプロファイリング、安全性と毒性の評価、より実現度の高い応答と耐性バイオマーカーを特定します。このようにして臨床試験の失敗を減らすことができるのです。
正しいターゲットの解明が、明日の治療法へ導く
現状での課題
最高のターゲットを選択する難しさ
従来型の手法では、病気の生物学に対する理解が依然として不十分です。こうした現実が、優れたターゲットと良くないターゲットの的確な判断を難しくしているのです。
シングルセルと空間マルチオミックスが有用である理由
これまで見えなかった生物学的性質を明らかにすることで、より的確なターゲット選択を実現
細胞の不均一性と疾患の病理学的な背景を深く理解することで、ターゲットの特定し、創薬ターゲットとしての妥当性を確認することができます。
私たちはターゲットの特定に[10x Genomics テクノロジー]を利用することで、疾患をより深く理解し、新たな新薬ターゲットを発見しようと取り組んでいます。この驚くべき画像を開発に活用することができたのは、優れた解像度です。この解像度によって、明らかにしたい様々な疾患における細胞間の違いを把握できるようになったのです。
Sophia Wild, PhD
ノバルティス主席研究員
ターゲットの特定とそのバリデーションを可能にするシングルセルと空間解析の応用
機能ゲノミクス
シングルセルCRISPRスクリーニングによる創薬ターゲットの特定および、妥当性を検証
疾患の病理学
疾患の進行や反応に関与している細胞の不均一性や希少な細胞タイプをプロファイリング
バイオマーカーの探索
治療における疾患の望ましい効果を確認することができるバイオマーカーを特定し、妥当性を検証
エピジェネティクスの探索
疾患の進行を促すエピジェネティック修飾をピンポイントで特定
AIによる創薬支援
AIによるマルチモーダルデータを統合し、新たなターゲットやバイオマーカーを探索
注目の論文
Featured publication
Spatial transcriptomic characterization of pathologic niches in IPF
疾患特有ののニッチがどのように病理を促進するかに焦点を当て、創薬可能なターゲットに対する実現性の高い知見を提供しています。
注目の論文
Estimating the impact of single-cell RNA sequencing of human tissues on drug target validation
scRNA-seqによって特定された細胞タイプに固有の発現を有するターゲットは、臨床開発に移行し、第1相試験に成功する可能性が高いことが示されています。
注目度の高いその他のリソース
ウェビナー：空間生物学とAIの活用した標的治療
ウェビナー：医薬品開発を前進させるシングルセル解析
より多くの疾患に関わるメカニズムの洞察が、より有効なリード分子の優先順位を決定
現状での課題
候補となりうるリード分子選択の絞り込みに伴う苦労
効率の悪いヒットスクリーニングツールでは、治療効果や機序を必要なレベルまで詳細に解明することができません。
シングルセルと空間マルチオミックスが役立つ理由
治療における作用機序を解明してベストなリード分子を優先化
多様な細胞集団および経路において、リード候補分子のMOA (Mechanism of Action)を細胞レベルで評価します
私たちの研究結果は、scBCR-seqを使用することで、高品質の抗原特異的なB細胞の選別と組み合わせて行いました。、自然に対になった重鎖と軽鎖を持つ親和性の高い抗原特異的な抗体を大規模かつ多様性に富んだパネルを用いて迅速に同定できることを実証しています。
Goldstein LD, et al. Commun Biol. 2: 304 (2019).
Quote and image used under CC BY 4.0
候補リード分子の研究開発シングルセル解析と空間解析への応用
ヒットリード分子の発見とスクリーニング
標的疾患に対して、潜在的活性を示す、抗体を含む初期の治療用リード分子の特定
特定からリード分子の最適化
有望な抗体を含む初期のヒットリード分子を改良し、効果、選択性、薬物動態などの特性を向上
注目の論文
注目の論文
Massively parallel single-cell B-cell receptor sequencing enables rapid discovery of diverse antigen-reactive antibodies
抗原反応性のB細胞系統を解明し、高親和性抗体を信頼できる方法によって特定することで、候補医薬分子の最適化とバリデーションのスピードを加速させました。
注目の論文
Pooled knockin targeting for genome engineering of cellular immunotherapies
ノックインコンストラクトによって誘発されるT細胞の状態と転写プログラムにおける高い次元での洞察得ることによって、有望な候補リード分子の高精度な機能検証とその改良を可能にしています。
注目度の高いその他のリソース
より奥深い前臨床段階の洞察から、IND（新薬臨床試験開始申請）準備を最適化
現状での課題
MOA（Mechanizm of action）、薬力学、薬物動態、毒性評価、安全性に対する知見の収集は限定的なものにとどまっています。
確かな分子データが不足している場合、治療のADME／毒性、有効性、安全性に関する予測が不十分になります。
シングルセル解析と空間マルチオミックス解析が役立つ理由
IND（新薬臨床試験開始）申請をサポートする高解像度の前臨床プロファイルを取得
細胞レベル、組織レベルのMOA、有効性、安全性データを得ることで、より優れた薬とターゲットの組み合わせを選択して試験に進むことができます。
インターフェロンに応答する遺伝子発現を担う細胞タイプを明らかにするため、シングルセルのRNAシーケンスが活用できないかと、10x Genomicsに問い合わせがありました。その結果、TLR7アゴニストによる治療に関連する遺伝子シグネチャーを発見することができました。
Emilio Yangüez, PhD
Senior Scientist, Roche
前臨床開発におけるシングルセル解析と空間解析の応用
作用機序の研究
前臨床モデルを用いて、治療の作用機序を評価
毒性と安全性評価
前臨床モデルを用いて、薬剤の毒性および安全性の監視と評価
薬物動態／薬力学
治療用分子の生体内分布と細胞や組織に及ぼす効果を調査
免疫原性評価
候補薬が免疫応答を誘発する潜在的可能性を評価
有効性と反応に関する研究
前臨床研究における薬剤の有効性と反応を評価
注目の論文
注目の論文
TGFβ-blockade uncovers stromal plasticity in tumors by revealing the existence of a subset of interferon-licensed fibroblasts
TGFβの阻害がどのようにして腫瘍微小環境を再形成し、免疫療法の有効性を高めることができるのかを実証することで、この併用戦略の有効性を示す前臨床での有力なエビデンスを提供しています。
注目の論文
Single-nuclei RNA sequencing assessment of the hepatic effects of 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin
TCDDが誘発する毒性の機序を理解する上で不可欠な、TCDD治療後の肝臓における細胞特異的な転写応答と細胞集団の変化を明らかにしています。
注目の論文
Single-cell analyses identify brain mural cells expressing CD19 as potential off-tumor targets for CAR-T immunotherapies
意図しない標的化の結果としてCD19 CAR-T療法を受けた患者に観察された神経毒性を説明できる可能性のある、希少な神経細胞集団を解明しました。
注目の論文
Spatial single-cell transcriptomic analysis in breast cancer reveals potential biomarkers for PD1 blockade therapy
細胞の空間的構成とこれらの相互作用が治療反応を理解する上で非常に重要であるであることを強調し、治療反応を予測するバイオマーカーとして、リガンド－受容体活性を使用することのエビデンスを示しました。
注目度の高いその他のリソース
高解像度による洞察が臨床試験の成功を強力にサポート
現状での課題
治療反応とと耐性の生物学的理解が正確に把握できていない状態では、試験がリスクにさらされる
反応と耐性を決定づける機序が十分に把握できていない場合、臨床試験が失敗する可能性が高まります。
シングルセルと空間マルチオミクスがどのように役立つのか
患者母集団における治療反応をより包括的に把握
治療反応と耐性をより深く理解し、作用機序、有効性、安全性／毒性を確認することで、後期段階での失敗を軽減することができます。
全患者における治療前と治療中の腫瘍生検検体のペアを用いた体系的なscRNAseq解析を組み込んだ、おそらく最初の治験の一つであると考えられる試験において、BRAF/MAPK阻害と免疫応答の間に観察された共同作用の根底にある潜在的な機序を特定した。
Tian J, et al. Nat Med. 29 (2023).
CC BY 4.0ライセンスのもとでの引用と画像を使用
臨床試験の探索的研究に対するシングルセル解析と空間解析の応用
作用機序の研究
臨床試験サンプルにおいて治療の作用機序を評価
毒性と安全性
臨床試験サンプルにおいて薬剤の毒性と安全性を監視および評価
薬物動態／薬力学
治療用分子の生体内分布と細胞や組織に及ぼす影響を検証
免疫原性の評価
候補薬が免疫応答を誘発する潜在的な可能性を評価
有効性と反応性に関する研究
臨床試験サンプルにおける薬剤の有効性と反応の機序を評価
注目の論文
注目の論文
Spatial biomarkers of response to neoadjuvant therapy in muscle-invasive bladder cancer: the DUTRENEO trial
空間バイオマーカーと治療反応の間に強力な関連性があることを実証しています。
注目の論文
Peripheral T cell expansion predicts tumour infiltration and clinical response
T細胞クローンおよび陽性反応と相関を示すダイナミクスを特定し、モニタリングにおける末梢バイオマーカーの威力を示しています。
注目の論文
Spatial transcriptomics analysis of neoadjuvant cabozantinib and nivolumab in advanced hepatocellular carcinoma identifies independent mechanisms of resistance and recurrence
治療の成功または反応に重大な役割を果たした腫瘍微小環境の特性を明らかにしています。
注目の論文
Neoadjuvant chemotherapy plus nivolumab with or without ipilimumab in operable non-small cell lung cancer: the phase 2 platform NEOSTAR trial
TIMEにおける細胞の多様性を強調し、治療計画間で見られる主な病理学的反応の違いを正確に特定しています。
注目の論文
Randomized phase II trial of dendritic cell/myeloma fusion vaccine with lenalidomide maintenance after upfront autologous hematopoietic cell transplantation for multiple myeloma: BMT CTN 1401
ワクチン接種が接種後の免疫レパートリーにどのように影響するかを解明し、この治療戦略における有効性が妥当であると確認しています。
注目の論文
Netrin-1 blockade inhibits tumour growth and EMT features in endometrial cancer
治療反応を促進し、標準治療における腫瘍の耐性を潜在的に軽減する転写機構を解明しました。
注目度の高いその他のリソース
ウェビナー：治験における固定組織のワークフロー
ウェビナー：臨床試験におけるシングルセルゲノミクス解析
医薬品開発のすべてのステージに合わせた開発支援ツール
新しい開発ツールの準備はできましたか。。創薬から臨床試験まで、医薬品開発パイプラインを全体をサポートし、お客様のニーズに最適なツールを柔軟に選択できる10x Genomicsのシングルセル解析と空間解析について詳しくご覧ください。
プラットフォーム |  Chromiumシングルセルプラットフォーム |  Visium空間解析プラットフォーム |  Xenium空間解析プラットフォーム |
|---|---|---|---|
いつ使う | 包括的なシングルセルデータ 細胞の集団および状態に関する詳細な解析に最適 | 高解像度の空間的遺伝子発現 複雑な組織、近傍領域、細胞間相互作用を理解 他の空間的オミックス、組織構造、形態に関する情報と統合 | |
使用目的 | 偏りのないシングルセル解析による新たな発見 1遺伝子あたりの高い感度 | 偏りのない空間解析による新たな発見 | ターゲットの空間的探索 1遺伝子あたりの高い感度 |
分析対象分子 | 全トランスクリプトーム遺伝子発現 タンパク質 TCR, BCR CRISPR摂動 ATAC | 全トランスクリプトーム遺伝子発現 | ターゲット遺伝子発現（最大5,000遺伝子） |
解像度 | シングルセル | 2-μm四方に割り当てられた転写産物 | シングルセル |
データの読み出し | NGSベース | NGSベース | 画像ベース |
対応サンプル | 細胞および核の懸濁液、 組織（新鮮、凍結、FFPE、PFA固定） フローソーティングによって分取した細胞 固定全血およびPBMC オルガノイド | FFPE 新鮮凍結 固定凍結 | 新鮮凍結 FFPE |
シングルセルと空間解析の受託解析プロバイダー
柔軟に対応できるサポートをお探しですか？10x Genomicsのサービスプロバイダは、最先端技術へのアクセスを提供しています。ご相談を承ります。
