Chemoinformatik bei AstraZeneca

Das weltweit tätige Pharmaunternehmen setzt sein Ziel, mehr neue Arzneimittel in kürzerer Zeit zu entwickeln, erfolgreich um

Herausforderung
Erfassen und Analysieren großer Datenmengen für die Arzneimittelforschung.
Lösung
Mit JMP® können Chemoinformatiker bei AstraZeneca große Datenmengen bearbeiten und analysieren, um Moleküle zu bestimmen, die für ein spezifisches Target aktiv sind.
Ergebnisse
Dank der Visualisierungsfunktionen und der robusten Analysemöglichkeiten von JMP können Wissenschaftler bei AstraZeneca ihre Aufgaben schneller und effizienter ausführen. Dadurch kann das Unternehmen die Produkteinführungszeiten für qualitativ hochwertige Arzneimittel verkürzen.

Die Verarbeitung von Datenmengen, die manchmal bis zu einer Million Zeilen umfassen, ist eine gewaltige Herausforderung – und eine Aufgabe, bei der die Chemoinformatiker bei AstraZeneca von JMP unterstützt werden.

„Wir haben große Mengen verschiedener Datentypen, die wir zusammenbringen und auf robuste Weise analysieren müssen“, erklärt Dr. Paula Kitts, Chemoinformatikerin bei AstraZeneca in Alderley Park, England.

Dr. Kitts arbeitet an der Modellierung kleiner Moleküle und Proteine zur Verbesserung des Moleküldesigns. Essenziell handelt es sich hierbei um Arzneimittelforschung. „Der Anteil der Chemoinformatik an dieser Arbeit besteht darin, Elemente zu untersuchen, die entweder rechnerisch ermittelt werden können oder für die statistische Modelle erstellt werden können, die Dinge vorausberechnen. Chemiker können dann die nächsten Schritte festlegen. Wir helfen ihnen dabei, Moleküle zu entwerfen, die potenziell gegen ein bestimmtes Target aktiv sind“, erklärt sie.

Da dies die Sammlung riesiger Datenmengen erfordert, sind Chemoinformatiker besonders am Datenanalyse-Tool und an den Techniken von JMP interessiert. Die Software ermöglicht es den Chemoinformatikern, große, komplizierte Datenmengen zu sammeln, und präsentiert die Informationen visuell ansprechend und benutzerfreundlich, sodass schnell Muster oder Probleme zu erkennen sind. „Die Software ist wirklich ausgesprochen schnell. Natürlich kann die Arbeit auch mit anderen Tools erledigt werden, aber dann befinden sich die einzelnen Teile und Ergebnisse an verschiedenen Orten“, erklärt Dr. Kitts. „Mit JMP können Sie Aufgaben, für die bislang drei oder vier verschiedene Tools erforderlich waren, mit einer einzigen Software erledigen.“

Die Forschung der Chemoinformatiker spielt eine entscheidende Rolle im Rahmen multidisziplinärer Projektteams, die Medizinchemiker, Biowissenschaftler und Physikochemiker umfassen.

Die Möglichkeit einer effizienten Forschungsarbeit ist für dieses führende Pharmaunternehmen von zentraler Bedeutung. Sie gestattet es ihm, neue Arzneimittel zur Bekämpfung von Krankheiten in den Bereichen Magen-Darm, Herz-Kreislauf, Neurowissenschaften, Atemwege, Entzündungen, Krebs und Infektionen in kürzerer Zeit zu entwickeln und auf den Markt zu bringen.

Überlegene Funktionen steigern die Effizienz

Einen großen Teil der Arbeit der Wissenschaftler bei AstraZeneca macht die Datenmanipulation aus. Eine stärke von JMP liegt in der Kompatibilität mit zahlreichen Datenquellen, die eine direkte Untersuchung der Ausgangsdaten ermöglicht. „Ich kann eine beliebige Datentabelle öffnen, ohne die enthaltenen Daten zuvor bearbeiten zu müssen. Ich kann mit JMP alle Daten einbeziehen und sie dann selbst sehr schnell bearbeiten und umformen“, erläutert Dr. Kitts. „Das war mit anderen Softwareprodukten, die wir in der Vergangenheit verwendet haben, nicht immer so.“

Der Zugriff auf die Datenbank hilft zum Beispiel besonders, wenn AstraZeneca JMP für das Hochdurchsatz-Screening einsetzt. „Wir testen die Verbindungssammlung des Unternehmens anhand bestimmter Targets und können bis zu einer Million Zeilen Daten für ein bestimmtes Target erhalten. Es ist offensichtlich, wie  hilfreich es ist, dass wir diese direkt in JMP einlesen können“, sagt Dr. Kitts.

Die Möglichkeit, die Daten mit JMP direkt der Datenbank zu entnehmen, spart außerdem Zeit, da anstelle von zahllosen Tabellen nur eine einzige Tabelle geöffnet werden muss. Kitts nennt ein Beispiel, in dem sie 6 Verbindungen in 15 verschiedenen Tests untersuchen musste. „Sie können sich vorstellen, wie aufwändig es wäre, wenn ich in diesem Fall so viele große Tabellen öffnen müsste“, sagt sie. Stattdessen kann sie über JMP eine Ansicht aller Daten abrufen. Mit einem schnellen Blick kann sie erkennen, ob etwas in einem der Tests fehlgeschlagen ist.

Da JMP so schnell ist, kann die Software von Wissenschaftlern auch für „Was-wäre-wenn“-Szenarios verwendet werden. „Sie können viele verschiedene Dinge probieren. Sie können prüfen, wie die Daten unter bestimmten Bedingungen aussehen würden. Wenn Sie einen Fehler machen, können Sie die Prüfung einfach schnell neu durchführen.“

JMP hilft zweifellos, Zeit zu sparen. Ein ausgezeichnetes Beispiel ist die Skripterstellungsfunktion von JMP, die für repetitive Prozesse verwendet wird, zum Beispiel, wenn Sie eine bestimmte Analyse einmal pro Woche durchführen möchten. „Wenn Sie einmal festgelegt haben, was bei dieser Analyse ausgeführt werden soll, können Sie sie speichern und beliebig oft wiederholen – ohne das Verfahren jedes Mal erneut festzulegen zu müssen“, erklärt Dr. Kitts. Sie benötigt ungefähr eine Stunde, um eine Analyse durchzuführen. Beim nächsten Mal kann sie auf das gespeicherte Skript zugreifen und braucht deshalb nur noch eine Minute. So spart sie bei jeder Wiederholung der Analyse mit neuen Daten eine Stunde.

Vorwärts gehen

AstraZeneca ist ein langjähriger Kunde von SAS und verwendet SAS in verschiedenen Bereichen, wie zum Beispiel in der Forschungsstatistik, der Biostatistik und der klinischen Programmierung. Das Unternehmen ist auch dazu übergegangen, JMP in der Chemoinformatik einzusetzen, und die Medizin- und Physikochemiker dieser Abteilung setzen die Software für eine zunehmende Anzahl von Aufgaben ein. Diese Zunahme ist vor allem Dr. Kitts und den anderen 120 JMP-Benutzern in Alderley Park zu verdanken, die erkannt haben, dass die Software schnell und benutzerfreundlich ist. Laut Dr. Kitts gefällt den Chemoinformatikern bei AstraZeneca vor allem, dass sie bei der Arbeit mit JMP keine Programme schreiben müssen, wodurch sie Zeit und Mühe sparen.

Dr. Kitts verwendet JMP, seit sie 1997 bei AstraZeneca anfing. In dieser Zeit hat es eine Reihe von Softwareupgrades gegeben. „Wir haben immer die neueste JMP-Version. Die Software sieht immer ähnlich aus, doch es ist stets zu erkennen, wo die Verbesserungen liegen. Und es handelt sich immer um wirkliche Verbesserungen.“

JMP wird von den Chemoinformatikern bei AstraZeneca in Alderley Park so erfolgreich eingesetzt, dass das Unternehmen die Verwendung der Software durch andere Gruppen fördert. Das Unternehmen bietet nun ein eigenes JMP-Training an wobei sich die Benutzerfreundlichkeit der Software sich bei der Ausbildung  neuer Benutzer als besonders hilfreich erweist.

„JMP ist einfach zu bedienen, selbst wenn Sie es noch nie zuvor gesehen haben“, sagt Dr. Kitts. „Neue Benutzer benötigen meist gar kein Training, wenngleich wir Inhouse-Kurse anbieten. Wir haben festgestellt, dass es genügt, die Software mit den neuen Benutzern eine halbe Stunde lang anzusehen. Anschließend können sie bereits erste eigene Schritte unternehmen.“

Die Wissenschaftler bei AstraZeneca haben bereits nach kurzer Zeit erkannt, dass sie ihre Forschungsaufgaben mit JMP effizienter und schneller durchführen können, wodurch die Software zu einem integralen Bestandteil ihres Arbeitsplatzes geworden ist. „In einigen Fällen“, sagt Dr. Kitts, „weiß ich nicht, wie ich meine Arbeit ohne JMP machen könnte.“

AstraZeneca offices in Alderley Park, England
In einigen Fällen weiß ich nicht, wie ich meine Arbeit ohne JMP machen könnte.
Dr. Paula Kitts

Chemoinformatikerin bei AstraZeneca
Alderley Park, England.

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