Het Leidse bedrijf SysBioSim maakt wiskundige modellen en voert daarmee simulaties uit van biochemische processen.

‘We passen mathematische modellen toe op metabolische- en cellulaire pathways op computers om kanshebbers voor nieuwe geneesmiddelen te analyseren’, vertelt Basak Tektemur Altay, oprichtster en ceo van de startup SysBioSim. Sinds november 2014 resideert het bedrijf op het bedrijvenpark Leiden Bio Science Park.

Systeembiologie is volgens Altay een relatief nieuwe discipline. ‘Het veld is ongeveer tien jaar oud en de farmaceutische industrie maakt nog niet genoeg gebruik van de mogelijkheden die systeembiologie biedt. Wij zien echter een enorme potentie, zoals het testen van hypotheses met de computer of het rangschikken van kandidaat-medicijnen. Het is een veld dat vol kansen en uitdagingen zit.’

Algoritmes

Verwacht bij SysBioSim geen laboratoria. ‘Wij gebruiken computers in plaats van cellen, dieren of mensen’, licht de ceo toe. Het bedrijf maakt gebruik van bestaande data, zoals -omics data die diverse labs de laatste jaren ontwikkelden en soms zelfs nog ongebruikt zijn. Dat kan publiekelijk openbare data zijn, of data die de klant beschikbaar stelt.

SysBioSim analyseert metabole- en cellulaire pathways om daar vervolgens formules mee te maken. ‘Die pathways bestaan uit reacties met een of meerdere mogelijke uitkomsten. Daar kun je wiskundige vergelijkingen van maken. Die zetten we om in algoritmes. Met deze systeembiologische aanpak kun je verder gaan dan een puur biologische benadering. Je kunt bijvoorbeeld virtueel enorme hoeveelheden van een stof toedienen, wat in echte cellen nooit mogelijk zou zijn. Zo leren wij meer over het onderliggende mechanisme van deze cellulaire pathways en ziektes.’

Minder proefdieren

Volgens Altay zorgt deze aanpak van de systeembiologie niet alleen voor betere geneesmiddelen of behandelingen, maar verlaagt het ook de hoeveelheid benodigde proefdieren en vrijwilligers die nodig zijn voor klinische trials. ‘Deze aanpak kan daardoor de kosten van medicijnontwikkeling enorm verlagen en de totale duur tot marktlancering verkorten. Dit is vooral belangrijk voor behandelingen die nog steeds erg duur zijn. Als wij kunnen bijdragen aan vermindering van de kosten en ook aan versnelde tijdspaden, kunnen mogelijk miljoenen mensen sneller over nieuwe medicijnen beschikken. Dat is een enorme motivatie voor mij.’

We kunnen veel meer stoffen testen dan in een levend model

Zakenpersoon

Altay heeft na haar bachelor moleculaire biologie een jaar aan een Turkse universiteit gestudeerd die een gezamenlijk masterprogramma aanbiedt met de universiteit van Tilburg. Na haar behaalde master of business administration (MBA) in Turkije heeft ze daarna in anderhalf jaar haar master in international business in Tilburg gehaald. ‘Ik ben dus een zakenpersoon met een wetenschappelijke achtergrond, maar ik noem mezelf geen wetenschapper.’

De meerderheid van de huidige medewerkers van SysBioSim zijn wetenschappers. Het werk vraagt veel multifunctionele eigenschappen. Kennis inbrengen van biologie, biochemie, chemie, wiskunde en coderen is gewenst. Er zijn op het moment zeven werknemers, waaronder freelancers en parttimers. ‘We zijn nogal creatief met aanstellingen,’ zegt Altay lachend.

Altay besloot haar bedrijf in Nederland te vestigen omdat het grootste deel van haar zakelijke netwerk, na haar studie en eerste werkervaringen, zich in Nederland bevond. ‘De begintijd was uitdagend en opwindend. We zijn in alle opzichten gegroeid. Het team groeide, maar ook de verkoopcijfers. Bovendien ben ik persoonlijk gegroeid. In alle opzichten is er vooruitgang te zien.’

Virtuele nier

Op dit moment werkt SysBioSim aan een virtuele nier om vraagstukken omtrent nierfibrose, een ernstige en onomkeerbare vorm van nierschade, te kunnen beantwoorden. ‘Wij werken met farmaceutische bedrijven maar willen ook onze eigen, op organen gebaseerde, gestandaardiseerde platforms realiseren. En met een virtuele nier kunnen we ook de impact van langdurig medicijngebruik en bijwerkingen op de nieren bekijken, efficiënter dan vaak in een klinische trial gebeurt.’

Datamining

Een typische werkwijze van SysBioSim is dat het een bedrijf benadert dat hun services kan gebruiken, bijvoorbeeld een bedrijf dat aan een oncologisch vraagstuk werkt. ‘Als we een overeenkomst hebben, starten we met een gedetailleerde datamining, een zoektocht in onder andere de literatuur, over wat er over het vraagstuk bekend is. Het farmaceutische bedrijf levert zoveel mogelijk data aan. Dat kan zijn op het gebied van proteomics, genomics, data over de kinetiek van biochemische reacties of van daarbij betrokken enzymen.’ In de vervolgstappen gaat SysBioSim aan de slag met de verzamelde data. ‘Daarna definiëren we de parameters en biochemische componenten. Vervolgens beschrijven we modellen van de reacties. Onze groep vertaalt de modellen in algoritmes en voert simulaties uit met verschillende scenario’s. Uiteindelijk interpreteren we de resultaten en maken verdere voorspellingen aan de hand van specifieke researchvragen van de klant, bijvoorbeeld of een stof anti-carcinogene effecten heeft in een bepaald orgaan.’

Voor het nieuwe interne nierfibroseproject van SysBioSim werkt het bedrijf op dezelfde manier als voor klanten, alleen wel met een bredere aanpak. De medewerkers beperken zich hierbij niet tot enkele parameters van een pathway, maar brengen het hele orgaan perfect in kaart en voeren daarom juist zoveel mogelijk parameters in.

Met een virtuele nier simuleren we medicijn-effecten

Toekomstmuziek

Met de vele uitdagingen die Altay in de toekomst voor zich ziet, hoort ook het ontwikkelen van een virtuele mens. ‘Met een virtuele mens kun je allerlei soorten medicijnen en zelfs dieetgewoontes testen en personaliseren. Wij willen daarin de eerste zijn en daarmee de norm bepalen voor medicijnontwikkeling.’ Maar allereerst richt SysBioSim zich op de ontwikkeling van de virtuele nier. ‘We verwachten over ongeveer 3 a 4 jaar ons nierfibrosemodel klaar te hebben.’

Altay heeft het prima naar haar zin op het Leidse science park: ‘ik vind het elke dag een voorrecht om wakker te worden en me te realiseren dat ik op deze fantastische plek mag werken en dit werk mag doen. Het Leiden Bio Science Park is een van de beste bio-gerichte bedrijvenparken in Europa.’