Как казахстанский стартап помогает приблизить новую эру в медицине
Arlan Biotech помогает биотехнологическим и фармацевтическим компаниям разрабатывать тест-системы и лекарства на основе нанотел
Отрасль биотехнологий в последние годы неизменно входит в топ самых быстрорастущих. Согласно исследованию Nova One Advisor, в 2023 году объем глобального рынка биотехнологий оценивался в $1,54 трлн, а к 2033 году, по прогнозам экспертов, может вырасти до $5,68 трлн.
При этом ожидается, что в период с 2024 по 2033 год индустрия сохранит темпы роста на уровне 13,95 % в год. Пандемия подстегнула развитие отрасли, предоставив новые возможности для разработки систем диагностики заболеваний, лекарств и производства вакцин.
Казахстанский стартап Arlan Biotech, сооснователями которого являются Болат Султанкулов и участник рейтинга «30 до 30» Forbes Kazakhstan Даукен Сейткали, своим созданием тоже обязан пандемии. Точнее, проекту по разработке диагностических тест-систем, над которым Султанкулов начал работать в 2020 году. Сегодня Arlan Biotech работает над ИИ, позволяющим сгенерировать последовательности нанотел против определенного белкового антигена. Этот подход может применяться для разработки лекарств против серьезных заболеваний, включая онкологические, объясняет 36-летний сооснователь.
Несчастье помогло
Уроженец города Кентау Султанкулов окончил в родном городе физико-математическую школу, но всегда интересовался биологией и генетикой. По программе «Болашак» получил степень бакалавра по специальности «генетика» в Ноттингемском университете Великобритании, проходил fellowship-программы в университетах Брайтона (Великобритания) и Питтсбурга (США). Вернувшись в Казахстан, работал в Национальном центре биотехнологии, в Назарбаев Университете, где также получил степень PhD. В 2012–2014 годах начал заниматься бизнесом, связанным с основной специальностью, — открыл лабораторию, занимавшуюся исследованиями в области регенеративной медицины, производил косметику на основе факторов роста стволовых клеток. При этом он не оставлял научную деятельность, активно публиковался в специализированных изданиях.
«Когда в 2020 году пришла пандемия, стало ясно, что мы не готовы к ней. Если бы вирус стал неконтролируемым, каждая страна защищала бы в первую очередь своих граждан и приостановила бы поставку за рубеж стратегически важных реагентов, диагностических тест-систем. В Казахстане не производились антитела, на основе которых можно было бы разрабатывать собственные тесты. Я знал про нанотела, на основе которых можно сделать тест-системы, позволяющие диагностировать вирус и контролировать его, и искал возможность найти их, писал ученым из разных стран», — вспоминает Султанкулов.
Летом 2020-го профессор Цюрихского университета Маркус Сигер поддержал казахстанского коллегу и прислал ДНК нанотел, на основе которых можно было начать производство тест-систем. Альянс молодых ученых совместно с Фондом социального развития Назарбаев Университета выделили Султанкулову грант в размере 3 млн тенге для производства MVP (minimum viable product — минимально жизнеспособный продукт). В условиях карантина и локдауна было сложно найти базу для проведения исследований, а в своей лаборатории, ориентированной на работу с клетками млекопитающих, ученый работать над тест-системой не мог. На его пост в Facebook откликнулось руководство Национального центра биотехнологии, и после презентации своего проекта Султанкулов получил доступ в лабораторию центра, на базе которой смог разработать MVP.
Примерно в то же время на проект Султанкулова обратили внимание представители фонда JAS Ventures: увидев работающий MVP, они инвестировали $100 тыс. Поддержку оказали и другие ученые. Так, Кайсар и Кайрат Табыновы из Казахского национального аграрного университета помогли протестировать системы на реальном вирусе на базе Национального научного центра особо опасных инфекций. Оказали помощь также руководство и ученые НИИ проблем биологической безопасности. Эксперименты дали положительные результаты, но буквально через две недели появился штамм омикрон, в выявлении которого наши тесты, ориентированные на уханьский штамм, оказались бессильны. В марте 2021 года Султанкулов получил последовательности нанотел к омикрону и создал новый тест, но принципиально было очевидно, что, используя традиционный подход, человек всегда будет проигрывать вирусу: тот мутирует быстрее, чем ученые могут что-то разработать в ответ.
Понимание того, что единственной технологией, которая помогла бы выиграть в гонке, является ИИ, легло в основу нового проекта Султанкулова. Весной 2023 года он начал искать в команду Arlan Biotech специалиста с соответствующим бэкграундом. Через нетворк NURIS инновационного кластера Назарбаев Университета увидел питчдек Даукена Сейткали, который в своем стартапе изучал возможности применения ИИ для генерирования малых молекул.
Даукен родился в Уштобе, в конце 1990-х семья переехала в южную столицу. Несколько лет он проучился в художественной школе-гимназии № 138, но склонности к точным наукам взяли верх, и в девятом классе юноша перевелся в Республиканскую физматшколу. В 2012 году со второго раза поступил в Назарбаев Университет на специальность «инженер-электронщик, электротехник» и еще во время учебы заинтересовался темой искусственного интеллекта. Но в 2016 году ИИ еще не стал трендом, так что найти соответствующую работу вчерашнему выпускнику бакалавриата было непросто, а специальность электротехника его не привлекала, к тому же не сулила хорошего заработка. Даукен самостоятельно проходил на Coursera курсы по нейросетям, статистике, машинному обучению, успел поработать программистом в «Казахтелекоме» и специалистом по data-science в Институте информационных и вычислительных технологий при Академии наук РК, все это время не оставляя надежду найти работу мечты.
Летом 2019 года он получил приглашение в команду Almaty A.I. Lab, занимающуюся разработками, связанными с применением ИИ в медицине. Именно в Almaty A.I. Lab появился самый известный отечественный медтехстартап Cerebra, использующий ИИ для ранней диагностики инсульта. «Мне предложили выбрать один из нескольких проектов, и я выбрал Cerebra, где стал главным инженером по ИИ. Мы с командой создали рабочий продукт и запустили его в 10 инсультных центрах страны. В Cerebra я проработал два с половиной года, потом перешел в другую компанию и в конечном итоге понял, что хотел бы основать собственный стартап на стыке ИИ и биологии. К моменту знакомства с Болатом я около года работал над своим проектом как единственный фаундер. Встретившись, мы поняли, что части пазла сложились для обоих: в то время как Болату в команду нужен был хороший технарь, я искал напарника, специализирующегося в биологии», — рассказывает Даукен.
На стыке науки и технологий
Arlan Biotech помогает биотехнологическим и фармацевтическим компаниям разрабатывать тест-системы и лекарства на основе нанотел — вида антител, обладающего очень маленькими размерами. Нанотела можно использовать для диагностики онкологии, для доставки лекарств при таргетной терапии, для лечения воспалительных и аутоиммунных заболеваний. Обычно антитела разрабатывают через иммунизацию животных, это долгий и дорогой процесс. «Мы разработали ИИ для генерации нанотел против белковых таргетов. Фармкомпании дают нам таргетный белок, который связан с определенной болезнью или с диагностической системой. Мы берем 3D-структуру белка и с помощью ИИ генерируем цепочку аминокислот на нанотело, которое должно связываться с таргетным белком», — объясняет Даукен.
Чтобы получить антитела против определенного белка, фармкомпаниям при традиционном подходе нужно шесть-восемь месяцев и несколько миллионов долларов. Решение Arlan Biotech позволяет ускорить процесс R&D, сэкономить время и огромное количество финансовых ресурсов. ИИ, разработанный стартапом, дает возможность получить рабочие антитела к таргетному белку за несколько минут и при этом не ограничивает количество объектов, против которых могут быть разработаны нанотела или антитела. Для фармкомпаний это очень важный фактор, поскольку у них расширяются границы эксперимента, которые сегодня очень сильно сдерживает объем финансирования.
«У нашего проекта есть технологические решения, отличающие нас от конкурентов. Одна из проблем biotech-стартапов заключается в малом количестве данных, на основе которых можно тренировать ИИ для генерации нанотел — в открытых источниках доступно всего порядка 9000 образцов. Мы создали свою базу и синтезировали данные для тренинга, доказали, что эти данные репрезентативны. Количество данных для тренировки ИИ, полученные в нашей базе, доходит до 1 млрд, это позволяет нам показывать хорошие результаты, на 10–20 % лучше, чем у ИИ-моделей некоторых конкурентов», — говорит Даукен.
Что касается конкурентов, то на рынке не так много biotech-стартапов, занимающихся созданием нанотел и антител на основе ИИ — по словам Султанкулова, чтобы пересчитать их, хватит пальцев на обеих руках. Такие компании занимаются тяжелыми технологиями, требующими особых навыков и знаний, а еще они совершают прорыв, меняя протоколы и структуру проведения научных исследований. Фарминдустрия — отрасль консервативная, но и она изменится благодаря компаниям нового типа, более гибким, обладающим новыми технологиями. Очевидно, что концерны с вековой историей не смогут за пару лет стать ИИ-компаниями, но игроки нового поколения, такие как, например, Xiara Therapeutics, внедряют ИИ и нацелены на то, чтобы стать флагманами перемен.
Отвечая на вопрос, с какими компаниями удалось наладить сотрудничество, Султанкулов поясняет, что Arlan Biotech пока проводит валидационные эксперименты через CRO (contract research organization) — контрактные исследовательские организации, предоставляющие услуги по проведению клинических испытаний для фармацевтической, биотехнологической и медицинской индустрии. «Для того чтобы идти к фармкомпаниям, нужно действовать очень аккуратно: однажды получив отказ, ты лишаешься второго шанса. Поэтому наша стратегия заключается в выходе на рынок через CRO: они делают исследования по стандартам фармкомпаний, и последние им доверяют», — говорит собеседник.
С июня по август стартап проходил акселерацию в StartX, и сооснователи Arlan Biotech получили возможность увидеть, как развивается индустрия в Северной Америке, на долю которой, по данным Nova One Advisor, приходится 41 % мирового рынка биотеха и где сосредоточена основная часть венчурных фондов, инвестирующих в биотехстартапы. По словам Болата и Даукена, в первом квартале 2024 года самые крупные венчурные сделки провели компании, занимающиеся разработкой ИИ в биотехе, что свидетельствует о потенциале отрасли. Считая Arlan Biotech международной компанией, собеседники понимают, что такое позиционирование требует глобального присутствия, что важно в том числе и с точки зрения привлечения инвестиций на более развитом и большом рынке. Казахстанский стартап планирует поднять seed-раунд в первом квартале 2025 года, тогда же будет дана точная оценка бизнеса. Уже сегодня наряду с JAS Ventures, который инвестировал в Arlan Biotech, когда тот только делал первые шаги, проект поддерживают инвесторы из США и ОАЭ.
«Когда появляются новости о том, что стартапы, развивающие ИИ в биотехе, привлекают на preseed и seed-раундах сотни миллионов и миллиарды долларов, многие думают, что тягаться с такими монстрами не стоит и пытаться. Между тем такие инвестиции скорее позволяют судить о потенциале рынка, чем делать вывод о том, что одна из этих компаний станет монополистом. Потенциал рынка огромен, и для компаний, обладающих серьезными технологиями, место найдется всегда, главное для стартапа — «выстрелить» в нужное время и в нужном месте. Надеемся, что нам это удалось», — говорят Болат Султанкулов и Даукен Сейткали.
