Облачный атлас: как россиянин хочет заработать на считывании кода ДНК
Принцип работы компании он сравнивает с поиском иголки в стоге сена. Геном человека содержит 3 млрд пар нуклеотидов — генетических «букв», наименьших элементов в структуре ДНК. Из них необходимо вычленить всего одну «букву» — ту, в которой произошла мутация, ставшая причиной наследственного заболевания. При помощи специально разработанного программного обеспечения это делает iBinom.
Революционное движение
Секвенирование генома — прочтение структуры ДНК — уже 14 лет позволяет совершать постепенную революцию в медицине. После того как в 2001 году ученые опубликовали детали работы по расшифровке последовательности генома человека, врачи получили возможность диагностировать примерно 6 тыс. наследственных заболеваний. Этот сервис становится все более доступным: стоимость услуги упала с тех пор со $100 млн до нескольких тысяч.
Однако прочтения ДНК недостаточно, чтобы врач-генетик поставил верный диагноз. Результат секвенирования генома можно сравнить с электрокардиограммой, которую надо не только снять, но и правильно интерпретировать.
В октябре 2014 года руководитель лаборатории ДНК-диагностики Медико-генетического научного центра РАМН Александр Поляков столкнулся с непростой задачей. Он провел секвенирование геномов 12 пациентов с подозрением на тяжелое наследственное заболевание — дистрофию Дюшенна/Беккера. Но расшифровать полученные данные было невозможно: в центре использовали собственный набор химических реагентов, не предусмотренный стандартными программами.
«Обращался практически во все известные мне организации от Питера и Москвы до Новосибирска, там говорили: «Конечно, мы вам поможем, легкая проблема, дело трех минут». И на этом все заканчивалось: выяснялось, что проблема не так проста», — вспоминает Поляков. Компания iBinom оказалась единственной, кто справился с задачей. Троим из 12 пациентов, чья ДНК была проанализирована, обработка генной информации помогла подтвердить диагноз. Дистрофия Дюшенна/Беккера, как и львиная доля генетических заболеваний, пока не лечится, но если известна вызвавшая ее мутация, врачи могут прогнозировать тяжесть течения болезни, а также помочь семье в будущем родить здорового ребенка.
Ученым известно примерно 10 тыс. наследственных заболеваний, только для 6,5 тыс. из них установлена связь с конкретными участками ДНК, которые могут быть нарушены, что и приводит к болезни. По словам Андрея Афанасьева, алгоритмы iBinom позволяют предсказывать, за какую замену в белке отвечает мутация и является ли она патогенной (не все мутации несут в себе опасность для человека, некоторые лишь отличают людей между собой), а также находить патогенные мутации, которые ранее не были отмечены учеными и врачами.
Уникальный сплав
Все началось в декабре 2012 года, когда недавний выпускник физфака МГУ Андрей Афанасьев познакомился с Валерием Ильинским и Игнатом Колесниченко, окончившими биофак и мехмат. У Афанасьева зашел в тупик медицинский проект Medvio Eurasia — разработка иммунотерапевтической вакцины против рака, для которой никак не удавалось привлечь инвестиции.
Ильинский на тот момент уже был совладельцем компании Genotek, первого в России аналога американской 23andMe, предоставляющей услуги по расшифровке генома человека. У них родилась идея создать компанию, объединяющую биотехнологии и большие данные. Опыт работы с последними был у Игната Колесниченко, который строил геоинформационные сервисы в «Яндексе».
По словам Афанасьева, решение для обработки массивов данных разработали на основе нескольких программ. «Брали частично готовые блоки — софт открытый, с университетскими лицензиями, частично сами разрабатывали связку. Все это работает в облаке на Amazon Web Services, там есть EC2 (Elastic Compute Cloud) и система хранения S3 (Simple Storage Service). Мы построили pipeline, последовательность запускаемых программ», — говорит он.
«Это все равно как если бы вы предсказывали погоду, глядя не на небо, а на 47 разных сайтов в интернете. Различные программы выдают различные предсказания, а дальше есть алгоритм, который взвешивает эти предсказания и в конечном счете выдает некую интегрированную оценку», — объясняет принцип действия iBinom профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Михаил Гельфанд.
Обсудив концепцию и составив план развития, основатели пошли в бизнес-инкубатор МГУ, где команду приняли в акселерационную программу. «Наш инкубатор нацелен не на стандартные бизнес-модели, а на более наукоемкие, сложные проекты, может быть, не всегда с очевидной бизнес-моделью. Поэтому нам было интересно поработать с iBinom», — говорит директор инкубатора Дарья Комарькова. Тогда же iBinom привлек первые инвестиции — $22 тыс. от партнеров бизнес-инкубатора, венчурных фондов LETA Capital, AltaIR Capital и Universe Ventures.
iBinom стал единственным среди выпускников бизнес-инкубатора МГУ, в кого фонд LETA Capital инвестировал повторно, вложив $100 тыс. в октябре 2013 года. «Эта команда — уникальный сплав биоинформатиков и айтишников, то есть у них продукт на грани: с одной стороны, это Big Data, с другой — биоинформатика. Мы в медицинские стартапы не инвестируем, мы инвестируем в биотехнологии, но иногда смотрим на пограничные проекты», — рассказал журналу «РБК» управляющий партнер фонда Александр Чачава.
В начале 2014 года полоса удач сменилась полосой провалов. После нескольких месяцев переговоров с iBinom «Яндекс» отказался инвестировать в стартап (представители «Яндекса» от комментариев отказались). За это время iBinom лишился еще одного потенциального инвестора, ожидая, что российский интернет-гигант предложит больше денег и лучшие условия. «Мы застряли в дурацкой ситуации, когда продукт первую валидацию прошел, но нужно было вводить доработки, перед тем как его продавать. Денег не было. Дальше начались разные интересные события в стране, которые тоже отвлекали, и многие люди перестали делать инвестиции», — вспоминает Андрей Афанасьев.
На поиски инвесторов и переговоры ушел почти весь 2014 год. Только к декабрю компании удалось закрыть раунд инвестиций, собрав $300 тыс. от двух российских бизнес-ангелов, и она вернулась к активной работе.
Американский рынок
Команда iBinom состоит из восьми человек: биоинформатиков, разработчиков ПО и менеджера по привлечению клиентов. Все сидят в просторной трехкомнатной квартире на Ленинском проспекте в Москве. Между тем стартап полностью ориентирован на американский рынок, где соперничает с десятками сервисов по обработке геномных данных, в числе которых CLC bio, Tute Genomics, Knome, Omicia и GenomeNext. Конкуренты гораздо крупнее (например, у датской CLC bio более 250 тыс. клиентов), но iBinom уверен в своих преимуществах, с помощью которых надеется потеснить другие компании.
Одна из сильных сторон iBinom — скорость работы с большими объемами данных. Обработанный геном человека «весит» почти 300 ГБ, а экзомы, части последовательности генома, которые чаще всего приходится исследовать, занимают порядка 10 ГБ. На обработку этой информации iBinom тратит от 30 минут до трех часов, тогда как у других подобные операции занимают от шести часов до четырех недель. Во-вторых, в облачный сервис можно одновременно загрузить практически неограниченное количество анализов, все они будут обработаны за короткий срок, говорит Афанасьев. В-третьих, у iBinom есть отдельная функция — так называемый скор патогенности, позволяющий точнее других определять ранее не описанные мутации. Наконец, в следующей версии разработчики планируют ввести в программу систему подбора болезней по симптомам.
Сейчас у iBinom шесть клиентов, с которыми компания ведет переговоры о постоянном сотрудничестве. В основном это отделения патологий в детских госпиталях, где есть оборудование для секвенирования. Сотрудники iBinom предлагают клиникам услуги по обработке данных в обмен на сами данные и фидбэк, который учитывают в новой версии. «Эта работа направлена прежде всего на создание удобного продукта, которым всем интересно пользоваться. Потом заключается договор на обработку данных: это либо оплата по числу проведенных анализов, либо большой договор на внедрение биоинформатических систем», — рассказывает Андрей Афанасьев. Договоров, приносящих деньги, у iBinom еще нет, но глава компании надеется заключить их в ближайшие месяцы.
В России рынка для iBinom пока не существует — главным образом из-за нехватки данных для обработки. Количество секвенируемых геномов в нашей стране исчисляется в лучшем случае сотнями, хотя в мире их число достигает сотен тысяч в год. «Подвижникам, которые в России такими вещами занимаются, несмотря на нехватку оборудования, зданий, данных и т.д., мы помогаем бесплатно», — замечает Афанасьев. Для iBinom это не только филантропия: от врачей они получают отзывы о своем решении, а также бесплатное тестирование программы.
Слияние и поглощение
iBinom стремится занять нишу на быстрорастущем рынке. По данным исследовательской компании BCC Research, в 2012 году объем мирового рынка услуг по секвенированию генома составлял $3,5 млрд, а к 2018-му вырастет до $11,7 млрд — во многом благодаря снижающимся ценам на анализ ДНК и применению информационных технологий.
Быстрее всего на этом рынке растет сегмент биоинформатических платформ, именно они позволяют оперировать большими объемами информации. О том, что услуги по обработке геномных данных будут широко востребованы, свидетельствуют и объемы продаж оборудования для секвенирования. К примеру, выручка компании Illumina, крупнейшего производителя платформ для ДНК-секвенирования, в 2014 году составила $1,86 млрд — на 31% больше, чем в 2013-м. Колоссальными темпами растут продажи химических реагентов для секвенаторов и соответствующего программного обеспечения.Андрей Афанасьев рассчитывает, что iBinom станет частью одного из крупных игроков на рынке секвенирования либо одной из лидирующих компаний по предоставлению вычислительных мощностей, такой как Google или Oracle. Стартап занимает слишком узкую нишу, чтобы самому стать гигантом, объясняет основатель сервиса. «Сколько людей сталкивается с наследственными заболеваниями? На самом деле очень мало. В основном все, слава богу, живут, не болеют, не тужат. А уж кому понадобилось [обработать геномные данные] — здесь мы лишь часть технологической цепочки», — говорит он.
Однако выход на американский рынок может быть сопряжен с трудностями, особенно в перспективе, когда на сектор биоинформатики обратят внимание регуляторы. Поскольку геномика как наука только в начале своего развития, государства не выработали единые правила и стандарты для регулирования этой сферы. То есть генетические тесты могут поступать в продажу без официального подтверждения квалификации продавца.
Но американское Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA) еще в 2010 году заявило о желании навести порядок на этом рынке. Одним из самых громких случаев вмешательства в бизнес стала история с компанией 23andMe, которая в ноябре 2013 года была вынуждена временно прекратить напрямую выдавать покупателям результаты генетических тестов и прочую информацию, имеющую отношение к здоровью, до получения специального разрешения от FDA.
Кроме того, в США действуют жесткие стандарты регулирования лабораторий — CLIA. «Пока вы не сделали все по CLIA-технологии, вы вообще не имеете права с пациентом разговаривать. Если в Америке все остальные шаги — CLIA [сертифицированы], а биоинформатика — нет, это не считается CLIA-процессом. С точки зрения регулирования они обязаны пройти CLIA-сертификацию», — рассказал журналу «РБК» генетик, профессор медицинской школы Гарвардского университета Шамиль Сюняев.
Сейчас iBinom не рассматривает эти риски как существенные. В отличие от 23andMe, компания не работает с пациентами напрямую, а потому подлежит регуляции только в общей связке с организациями, которые заказывают эти услуги. Требование получать отдельный сертификат на свою деятельность сильно осложнило бы бизнес iBinom, признает Андрей Афанасьев. Но он надеется, что подобные решения если и вступят в силу, то после долгих дискуссий через несколько лет, а пока можно сконцентрироваться на том, чтобы завоевать место на рынке.