Platforma

Platformaは、MiLaboratoriesがハイスループット抗体、TCR（T細胞受容体）、およびペプチド探索研究のために開発したエンドツーエンドのバイオインフォマティクスソフトウェアアプリケーションです。

Platformaは、in vitro探索（ファージディスプレイおよび酵母ディスプレイ）とin vivo探索（免疫化およびシングルセル解析）の両方に対応し、クロノタイピング（clonotyping）、エンリッチメント解析（enrichment analysis）、開発リスク評価（liability flagging）、構造クラスタリング（structural clustering）を、統合されたガバナンス管理型のホワイトボックス環境で実行します。

Platformaを利用することで、ウェットラボ研究者は専任の計算生物学チームを必要とせず、複雑な計算解析ワークフローを実行できます。

さらに、生のNGSリードデータを解析し、多様性と開発可能性を備えた候補リードパネルへ変換することができます。

免疫レパートリープロファイリングで最も広く利用されているツールの一つであるMiXCRを基盤として構築されたPlatformaは、目的に特化したエンドツーエンドの探索ソリューションを提供します。

In vitro抗体探索

ファージディスプレイおよび酵母ディスプレイライブラリを解析し、パニングラウンドごとの濃縮変化を追跡します。

さらに、高速増殖する非特異的クローン（passenger clone）と、真の抗原結合クローン（true binder）を識別します。

In vivo抗体探索

天然状態の重鎖・軽鎖ペアリング（native heavy/light chain pairing）を解析し、体細胞超変異（somatic hypermutation）を生殖細胞系列（germline）まで追跡します。

また、バルク解析、シングルセル解析、マルチオミクスデータを単一の意思決定マトリクスへ統合します。

Platformaの使用方法

Platformaは、ユーザー独自のインフラストラクチャ（HPCまたはプライベートクラウド）上に導入されます。

ユーザーは、複数のバイオロジカル解析ブロックから選択することも、研究目的に合わせてカスタム解析ブロックを構築することも可能です。

アノテーションおよびクロノタイピング

内蔵されたMiXCRエンジンを使用して、10x Genomics VDJ出力データ、単一B細胞シーケンスデータ、VHH/scFv/Fabディスプレイライブラリを解析します。

これにより、独自のクロノタイプを抽出し、V(D)J遺伝子を即座に割り当てることができます。

大規模クロノタイプクラスタリング

専任の計算生物学チームを必要とせず、数百万規模のB細胞免疫レパートリー配列を処理できます。

MMSeqs2エンジンを利用し、CDR領域、フレームワーク領域、または全長配列に基づいて配列を機能的ファミリーへ分類します。

これにより、構造的多様性を備えたリード候補パネルを確保できます。

ライブラリ特性解析

選択ラウンド全体にわたり、配列レベルの指標を用いて初期ライブラリの多様性および構造的完全性を評価します。

系統追跡およびSHMツリー解析

共通の生殖細胞系列祖先からの親和性成熟過程を追跡する体細胞超変異（SHM）系統樹を構築します。

系統関係はブラックボックス化されることなく、完全に可視化されます。

エンリッチメント解析

各ラウンド間のフォールドチェンジ（fold-change）を計算し、ネガティブコントロールを利用して抗原特異的結合クローンと急速増殖する非特異的クローンを識別します。

開発可能性評価およびリスク解析

抗体候補を開発可能性に基づいて自動ランキングします。

高コストなウェットラボ検証を実施する前に、配列および構造上のリスクを直接検出します。

構造モデリング

3D抗体モデルを生成し、パラトープ表面を評価するとともに、構造情報に基づいた候補選択を支援します。

リード候補の優先順位付け

エンリッチメントスコア、リスク評価結果、クラスタリングデータを単一のワークスペースで統合します。

さらに、インタラクティブな抗体空間マップによって可視化します。

Platformaの主要機能

MiXCRのエラー補正機能を利用したV(D)Jアセンブリおよびクロノタイピング

パニングラウンド全体におけるエンリッチメント解析およびネガティブコントロール追跡

生殖細胞系列祖先まで追跡可能な体細胞超変異（SHM）系統樹解析

抗原特異性マッピング — 表面マーカー、フローサイトメトリー、抗原結合スコアを免疫レパートリーデータへ統合し機能検証

インタラクティブデータ可視化 — 動的チャートおよびUMAP解析による抗体空間全体の可視化

予測エピトープに基づくパラトープおよび3D構造クラスタリング

開発リスク低減のための配列・構造ベースのリスクアノテーション

エンリッチメント、リスク評価、クラスタリング、機能データを統合したリードパネル選択

主な利用用途

In vitro抗体探索

ファージディスプレイおよび酵母ディスプレイ技術による選択結果を解析し、高親和性かつ安定的に濃縮された抗体結合候補を特定します。

In vivo抗体探索

天然免疫レパートリーを解析することで、希少かつ高親和性の治療用候補を発見します。

強力な系統解析ツリーを用いて体細胞超変異（SHM）を追跡し、シングルセルマルチオミクスデータと天然重鎖・軽鎖ペアリング情報を統合します。

ペプチド探索

ペプチドディスプレイライブラリにおける濃縮変化を追跡し、多様性と開発可能性を備えた候補ペプチドを特定します。

トランスレーショナル研究

適応免疫レパートリーを解読し、TCR/BCRレパートリーシグナルを患者アウトカムと直接関連付け、多様な臨床コホートを比較解析します。

マルチオミクス解析

トランスクリプトームデータと免疫レパートリー情報を統合し、新規細胞タイプマーカーおよび強化された機能経路を発見します。

Platformaのメリット

エンドツーエンドのノーコードワークフロー

インタラクティブなユーザーインターフェース上で、探索パイプライン全体をシームレスに実行できる包括的なソリューションです。

数十億規模のデータ処理能力

大規模解析向けに設計されており、計算ボトルネックを発生させることなく数十億件の配列データを効率的に処理できます。

インテリジェントなリード選択

リード選択では候補をフィルタリング、スコアリングしながら、多様性も確保します。

単純な「Top-N」ランキングによって重複クローンを選択する方式ではなく、各クローンファミリーを代表する最適な候補を選択します。

これにより、構造的多様性が高く、開発可能性に優れたリード候補を統合的に取得できます。

生物学的要件に合わせた柔軟な適応

Platformaはシステムに研究を合わせるのではなく、研究対象となる生物学的条件に合わせて適応します。

VHH、knob-in-hole方式の二重特異性抗体、三重特異性抗体、カスタムスキャフォールドなど、非標準的なフォーマットにも対応します。

また、DMS、pH-switch selection、multi-arm panning、Tite-Seqなどの特殊な実験設計も各プロトコルに合わせて構成できます。

必要な解析ブロックが存在しない場合は、MiLaboratoriesの研究者が新たに構築します。

透明性の高い解析環境 — ブラックボックスなし

すべてのフィルター、重み付け、ランキングルールを確認・編集できます。

解析ブロックのロジックはオープンソースであり、公開されたゴールドスタンダードエンジンに基づいて監査可能な環境を提供します。

データが存在する場所へ展開

ユーザー自身のクラウド環境またはオンプレミス環境へ導入できます。

エンタープライズレベルのデータ主権（data sovereignty）は、Platformaの基本設計思想の一つです。