Platforma

Platforma ist eine End-to-End-Bioinformatik-Softwareanwendung, die von MiLaboratories für Hochdurchsatz-Entdeckungskampagnen von Antikörpern, TCRs (T-Zell-Rezeptoren) und Peptiden entwickelt wurde.

Platforma unterstützt sowohl die In-vitro-Entdeckung (Phagen- und Hefedisplay) als auch die In-vivo-Entdeckung (Immunisierung und Einzelzellanalyse) und führt Klonotypisierung, Enrichment-Analyse, Identifizierung von Entwicklungsrisiken (Liability Flagging) sowie strukturelle Clusterbildung in einer einzigen kontrollierten und transparenten White-Box-Umgebung durch.

Platforma ermöglicht es Wissenschaftlern im Nasslabor (Wet Lab), komplexe rechnergestützte Analyse-Workflows ohne ein eigenes Team für Computational Biology auszuführen.

Darüber hinaus transformiert die Plattform Rohdaten aus NGS-Sequenzierungen in eine priorisierte Auswahl vielfältiger und entwicklungsfähiger Lead-Kandidaten.

Basierend auf MiXCR, einem der weltweit am häufigsten eingesetzten Werkzeuge zur Analyse von Immunrepertoires, bietet Platforma maßgeschneiderte End-to-End-Lösungen für die Wirkstoffentdeckung.

In-vitro-Antikörperentdeckung

Analysiert Phagen- und Hefedisplay-Bibliotheken, verfolgt die Anreicherung über mehrere Panning-Runden hinweg und unterscheidet echte Binder von schnell wachsenden Passagierklonen.

In-vivo-Antikörperentdeckung

Rekonstruiert natürliche Paarungen von schweren und leichten Antikörperketten (Heavy/Light Chain Pairing), verfolgt somatische Hypermutation bis zur Keimbahn (Germline) und integriert Bulk-Daten, Einzelzelldaten sowie Multi-Omics-Daten in einer gemeinsamen Entscheidungsmatrix.

Anwendung von Platforma

Platforma wird auf der eigenen Infrastruktur des Anwenders bereitgestellt (HPC oder private Cloud).

Anwender können aus verschiedenen biologischen Analyseblöcken auswählen oder individuelle Blöcke entsprechend ihrer experimentellen Protokolle erstellen.

Annotation und Klonotypisierung

Verarbeitet 10x-Genomics-VDJ-Ausgabedaten, Einzelzell-B-Sequenzierungsdaten sowie VHH/scFv/Fab-Display-Bibliotheken mit der integrierten MiXCR-Engine.

Dadurch können unterschiedliche Klonotypen extrahiert und V(D)J-Gene automatisch zugeordnet werden.

Skalierbare Klonotyp-Clusteranalyse

Verarbeitet Millionen von B-Zell-Repertoire-Sequenzen ohne die Notwendigkeit eines spezialisierten Computational-Biology-Teams.

Mithilfe der MMSeqs2-Engine werden Sequenzen anhand von CDR-Regionen, Framework-Regionen oder vollständigen Sequenzen in funktionale Familien gruppiert.

Dadurch entsteht ein strukturell vielfältiges Lead-Kandidatenpanel.

Charakterisierung von Bibliotheken

Bewertet die Diversität der Ausgangsbibliothek sowie deren strukturelle Integrität anhand sequenzbasierter Kennzahlen über alle Selektionsrunden hinweg.

Linienverfolgung und SHM-Stammbäume

Erstellt Stammbäume der somatischen Hypermutation (SHM), um die Affinitätsreifung ausgehend von gemeinsamen Keimbahnvorfahren nachzuverfolgen.

Die phylogenetischen Beziehungen bleiben vollständig sichtbar und werden nicht durch eine Black-Box-Logik verborgen.

Enrichment-Analyse

Berechnet Fold-Changes zwischen verschiedenen Selektionsrunden.

Durch die Verwendung negativer Kontrollen werden antigen-spezifische Binder von schnell wachsenden Passagierklonen unterschieden.

Entwicklungsfähigkeit und Risikoanalyse

Bewertet Antikörperkandidaten automatisch hinsichtlich ihrer Entwicklungsfähigkeit.

Strukturelle und sequenzbasierte Risiken werden direkt auf der Sequenz erkannt, bevor kostspielige experimentelle Validierungen durchgeführt werden.

Strukturmodellierung

Erzeugt dreidimensionale Antikörpermodelle zur Bewertung von Paratop-Oberflächen und unterstützt eine strukturinformierte Kandidatenauswahl.

Priorisierung von Lead-Kandidaten

Integriert Enrichment-Scores, Risikobewertungen und Clusteranalysen in einem einzigen Arbeitsbereich.

Die Ergebnisse werden über eine interaktive Karte des Antikörperraums visualisiert.

Kernfunktionen von Platforma

V(D)J-Assemblierung und Klonotypisierung mit Fehlerkorrektur durch MiXCR

Enrichment- und Fold-Change-Analyse über Panning-Runden hinweg mit Nachverfolgung negativer Kontrollen

SHM-Linienbäume (somatische Hypermutation) bis zu gemeinsamen Keimbahnvorfahren

Antigen-Spezifitätsmapping — Integration von Oberflächenmarkern, Durchflusszytometrie und Antigenbindungswerten in Repertoire-Daten zur Funktionsvalidierung

Interaktive Datenvisualisierung mit dynamischen Diagrammen und UMAP zur Darstellung des gesamten Antikörperraums

Paratop- und 3D-Struktur-Clustering auf Basis vorhergesagter Epitope

Annotation von Sequenz- und Struktur-Risiken zur Reduzierung von Entwicklungsrisiken

Auswahl von Lead-Panels durch Integration von Enrichment, Risiken, Clustering und funktionellen Daten

Hauptanwendungsbereiche

In-vitro-Antikörperentdeckung

Analysiert Selektionsdaten aus Phagen- und Hefedisplay-Technologien, um hochaffine und stabil angereicherte Binder zu identifizieren.

In-vivo-Antikörperentdeckung

Entdeckt seltene therapeutische Kandidaten mit hoher Affinität durch die Analyse natürlicher Immunrepertoires.

Verfolgt die somatische Hypermutation (SHM) mithilfe robuster phylogenetischer Stammbäume und integriert Einzelzell-Multi-Omics-Daten mit natürlichen Heavy/Light-Chain-Paarungen.

Peptidentdeckung

Verfolgt die Anreicherung in Peptid-Display-Bibliotheken, um vielfältige und entwicklungsfähige Peptidkandidaten zu identifizieren.

Translationale Forschung

Entschlüsselt adaptive Immunrepertoires, verbindet TCR/BCR-Repertoire-Signale direkt mit Patientenergebnissen und vergleicht verschiedene klinische Kohorten.

Multi-Omics-Analyse

Integriert Transkriptomikdaten und Immunrepertoire-Daten, um neue Zelltypmarker und angereicherte funktionelle Signalwege zu identifizieren.

Vorteile von Platforma

End-to-End-No-Code-Workflow

Eine umfassende Lösung, die den gesamten Entdeckungsprozess über eine interaktive Benutzeroberfläche nahtlos unterstützt.

Verarbeitung von Daten im Milliardenmaßstab

Für massive Datenmengen entwickelt und in der Lage, Milliarden von Sequenzen ohne rechnerische Engpässe effizient zu analysieren.

Intelligente Lead-Auswahl

Die Lead-Auswahl filtert, bewertet und diversifiziert Kandidaten gleichzeitig.

Anstatt einer einfachen „Top-N“-Sortierung, die häufig redundante Klone auswählt, identifiziert Platforma den besten Vertreter jeder Klonfamilie.

Dadurch entstehen strukturell vielfältige, hochentwicklungsfähige und optimierte Lead-Kandidaten in einem einzigen integrierten Prozess.

Anpassung an Ihre Biologie, nicht umgekehrt

Platforma passt sich den biologischen Anforderungen Ihres Projekts an.

Unterstützt werden nicht-standardisierte Formate wie VHH, bispezifische Antikörper mit Knob-in-Hole-Technologie, trispezifische Antikörper sowie individuelle Scaffolds.

Auch komplexe experimentelle Designs wie DMS, pH-Switch-Selektion, Multi-Arm-Panning und Tite-Seq können entsprechend jedem Protokoll konfiguriert werden.

Falls ein benötigter Analyseblock noch nicht existiert, entwickeln ihn die Wissenschaftler von MiLaboratories.

Vollständige Transparenz — keine Black Box

Alle Filter, Gewichtungen und Ranking-Regeln können eingesehen und bearbeitet werden.

Die Logik der Analyseblöcke basiert auf Open-Source-Technologien und etablierten Referenz-Engines und ermöglicht eine vollständig überprüfbare Analyseumgebung.

Bereitstellung dort, wo sich die Daten befinden

Platforma kann in der privaten Cloud des Anwenders oder in lokalen On-Premise-Umgebungen bereitgestellt werden.

Die unternehmensweite Datenhoheit ist ein grundlegendes Merkmal der Platforma-Architektur.