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Foghorn Therapeutics:对基因实施“交通管制”,能否在抗癌疗法浪潮中掌舵?【Flagship投资案例】

作者:孙丽娜 2021-07-31 08:00

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Foghorn的中文含义是“雾角”,能在大雾条件下,利用声音提醒船只注意安全,如让船只注意海岸边的礁石或附近过往船只,以避免相撞。

 

就像大雾天气下船只需要雾角才能安全行驶,我们的细胞同样需要由染色质调控系统来控制基因表达的数量、时间、位置以及顺序。

 

事实上,包括癌症在内的一半以上疾病的产生,都与染色质调节系统的故障有关。因此,探索染色质调控系统背后的奥秘,将为治疗癌症等严重疾病带来全新解决方案。

 

2016年成立之初,Foghorn Therapeutics便以此为使命,搭建了Gene Traffic Control® (基因交通管制)专有平台,利用特定的酶抑制剂、靶向蛋白质降解剂和转录因子破坏剂构建精准疗法,以支持公司高通量药物发现和开发的工作,目前正在快速推进十余款候选药物的研发管线。


美女教授和她的Foghorn


在细胞核内,DNA长链缠绕在组蛋白上,“染色质重塑复合物”参与其中解开一段代码,可以增加、移除或替换这些组蛋白核心,使其可供基因转录和翻译,正确地完成表达。虽然生物学家已经找出了“ 染色质重塑复合物”的几个家族(每个家族都由大约十几种蛋白质组成),但被研究得最透彻的是BAF。

 

十年前,斯坦福大学Gerald Crabtree教授的实验室就在探索“染色质重塑复合物”在大脑发育过程中的作用。而实验室里新来的博士生Cigall Kadoch却发现,与染色质重塑复合物BAF相关的基因发生突变时,会导致罕见的儿科癌症滑膜肉瘤,美国每年大约有800例新发病例。

 

Crabtree教授便让Kadoch放手研究,到2013年,她已收获了两个里程碑式的发现。首先,她证实了BAF的某个特殊突变与“滑膜肉瘤(Synovial Sarcoma)”这一癌症100%相关,这一突变“劫持”了染色质重塑复合物,使基因表达完全错乱。其次,她综合了最近发表的肿瘤测序数据,计算出超过25%的癌症在BAF编码蛋白质的基因中发生了突变。(Nat. Genet. 2013, DOI: 10.1038/ng.2628)

 

2014年,博士毕业的Kadoch成为Dana-Farber癌症研究所的助理教授,并在麻省理工学院和哈佛Broad研究所建立了自己的独立实验室,当时她年仅28岁,是哈佛医学院有史以来最年轻的科学家之一。

 

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Cigall Kadoch 图源:Broad研究所官网

 

Kadoch博士启动了一个全新项目,专注于研究BAF等染色质重塑复合物的作用以及它们与癌症的关系。研究发现,BAF复合体有一个独特的亚基SS18,一旦这个亚基出现突变,就会导致癌症。

 

过多的突变SS18进入细胞内,会导致细胞发生癌变;反之,若大量正常的SS18被引入细胞,则能在复合体中取代突变的SS18,控制细胞癌变的进展,甚至当场杀死癌细胞。

 

这一发现所蕴含的临床应用潜力十分巨大,许多制药公司纷纷向Kadoch博士抛出橄榄枝,提出为她的研究提供资金。但Kadoch博士并未为之所动,而是以此为契机,在马萨诸塞州的剑桥创办了她自己的生物技术公司——Foghorn Therapeutics(以下简称“Foghorn”)。

 

对基因进行“交通管制”


根据这一发现,Foghorn已经建立了专有的“基因交通管制”平台,对染色质调控系统的各个组成部分的作用机理有了综合系统性的理解。该平台能够使得在染色质调控系统中对靶点进行高通量筛选,以识别和检验出病变基因,利用染色质调控系统的酶抑制剂、蛋白质降解剂和转录因子干扰剂对其用药。

 

Foghorn“基因交通管制”平台的具体工作机制如下:

1. 靶点识别和检验:使用基因组筛选以及一套基因组以外的测序和计算工具,包括人工智能和机器学习,来分类、识别和检验染色质调控系统中的靶点。


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2. 染色质调控系统组件的规模化生产和特定分析:大规模生产染色质调节系统的相关靶点成分,包括单独的亚基、部分复合物或完整的染色质重塑复合物和相关的转录因子,继而将这些成分用于大量的专有分析。


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3. 药物发现和优化:一旦确定药物靶点,就会利用高通量筛选来发现有可能调控染色质调控系统和影响疾病的药物化合物,并根据专有分析的数据对药物化合物进行迭代和优化。


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4. 靶点蛋白降解:染色质重塑复合物等一些大型多亚基复合物中有已知的蛋白酶,但有些亚基复合物并无蛋白酶,以这些亚基复合物为靶点时,就需要药物与靶点结合,将其引导到细胞的蛋白质降解系统中。


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5. 临床和生物标志物识别的转化:整个平台的每个步骤都会仔细考虑作用机制和相关的生物学知识,确保每种疗法都有确定相关的生物标志物和最有可能受益的患者群体。


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不做大多数:一出手就是十款候选药


2018年,Foghorn获得了知名生命科学风投公司Flagship Pioneering(简称“FP”)的5000万美元投资,并由FP管理合伙人Doug Cole以 “合伙人” 的身份帮助Foghorn发展,公司这才开始逐步走进公众视野。

 

随后,似乎更多人被Flagship Pioneering的发展潜力深深吸引。Adrian Gottschalk是Foghorn的总裁兼首席执行官,在加入Foghorn之前,他在渤健(Biogen)工作了13年,最近的职务是高级副总裁和神经变性治疗领域的负责人,负责阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症(ALS)药物的后期开发和商业化。

 

2018 年12月,制药巨头百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb,简称“BMS”)的研发主管Carl Decicco也辞职加入Foghorn成为首席科学官。优秀的管理团队加上大有潜力的研究项目,使得Foghorn在2019年又收获6100万美元的风险投资,并于2020年成功募集1.2亿美元,登陆纳斯达克,股票代码FHTX。

 

目前Foghorn拥有一整套生物物理、生物化学及其他与细胞相关的检测方法,以寻找能够应用于小分子药物开发的化学物质,能够做到用系统的方式研究和靶向染色质调控系统,这在全球仍是十分领先的。

 

且早在公司成立之初,创始人Kadoch博士就坚决反对公司只专注于一两个候选药物,她表示:“我们希望有一个更宏伟的愿景。”

 

Foghorn不同凡响之处不仅仅局限在技术层面,还因为它所靶向的目标目前尚无对应药物,且染色质调控系统“靶点丰富”,因此,不同于一般的药物研发企业,Foghorn的研发管线选择很多。

 

2020年7月,Foghorn还与默克签订了合作,根据协议,默克获得了开发和销售针对单一转录因子失调的药物的全球独家权利,Foghorn 获得了一笔未公开的预付款和研究里程碑,其中包括4.25亿美元和销售版税。 目前,Foghorn正在同时快速推进10多个候选药的研发项目。

 

foghorn 管线.png Foghorn候选药物研发管线 图源:Foghorn官网

 

其中,Foghorn两款主要在研药物为FHD-286(一种选择性变构ATP酶抑制剂)和FHD-609(一种蛋白质降解剂),正被开发用于治疗血癌和实体瘤,并预计于今年第四季度进入二期临床试验阶段。

 

谈及Foghorn的染色质调控对制药行业的意义时,Foghorn药物研发高级副总裁Steven Bellon博士表示:“Foghorn是第一个意识到染色质在转录中的作用的公司,所以我们有一个先机。但染色质重塑是一个广阔的空间,不仅在癌症上有很多靶向研究空间,文献中有很多数据表明,这些重塑复合物与神经系统疾病、炎症和其他疾病都有关联,这里有巨大的空间。

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