Ein Gespräch mit Molly He, CEO und Co

Dezentralisierung und Demokratisierung der genetischen Sequenzierung

Lange Zeit wurde die Welt der genetischen Sequenzierung weitgehend von einem Unternehmen dominiert, nämlich Illumina. Molly He half bei der Entwicklung und Weiterentwicklung einiger der meistverkauften Technologien von Illumina, geht nun aber als CEO und Mitbegründerin des Sequenzierungs-Start-ups Element Biosciences ihren eigenen Weg.

Er stammt ursprünglich aus China und promovierte. in Proteinbiophysik und Biochemie an der University of California, Los Angeles. Nachdem sie einige Jahre bei Chiron und Sunesis Pharmaceuticals im Bereich Protein-Engineering und Arzneimitteldesign gearbeitet hatte, begann sie eine Stelle beim damals noch relativ neuen Sequenzierungsunternehmen PacBio.

Nachdem sie an der Entwicklung der PacBio-Technologie mitgewirkt hatte, wurde ihr 2009 eine Stelle bei Illumina angeboten. Sie verbrachte fast acht Jahre im Unternehmen und sammelte wertvolle Erfahrungen beim Aufbau eines globalen Teams und der Entwicklung innovativer Proteinreagenzien für die Sequenzierungsmaschinen von Illumina.

Inspiriert von der Notwendigkeit, die Erschwinglichkeit und den Zugang zur Sequenzierung auf der ganzen Welt zu verbessern, beschlossen er und ihre Mitbegründer, ebenfalls ehemalige Illumina-Mitarbeiter, 2017, Element Biosciences in San Diego zu gründen. Seitdem haben sie eine neue und bahnbrechende Sequenzierungsplattform auf den Markt gebracht in Rekordzeit und erreichte letzten Sommer eine beeindruckende Serie-C-Finanzierungsrunde in Höhe von 276 Millionen US-Dollar, wobei insgesamt mehr als 400 Millionen US-Dollar eingesammelt wurden.

Er sprach mit der leitenden Redakteurin von Inside Precision Medicine, Helen Albert, über die sich schnell verändernde Welt der genetischen Sequenzierung, ihren Weg zur Gründung von Element Biosciences und warum neue dezentrale Ansätze für die Sequenzierung erforderlich sind, um den Zugang zu dieser lebenswichtigen Technologie weltweit zu demokratisieren .

Was hat Sie dazu inspiriert, nach Abschluss Ihres Postdocs in die Industrie zu gehen?

Als ich mein Postdoc-Studium absolvierte, gab mir mein Betreuer viel Freiraum, wofür ich sehr dankbar bin. Ich habe ein Projekt gefunden, das strukturbasiertes Design als Werkzeug zur Entwicklung besserer Antikörper nutzte. Das interessierte mich sehr, sehr und ich dachte mir: „Wow, wenn ich Teil des Arzneimittelentwicklungsprozesses bin und einen Einfluss auf das Gesundheitswesen habe, wäre das dann nicht wirklich etwas, worauf ich stolz sein könnte?“ Ich kann meinen Kindern sagen, dass ich Teil dieses Prozesses war.“ Ich wollte unbedingt etwas Praktisches und Nützliches tun.

Wie sind Sie auf die Welt der genetischen Sequenzierung aufmerksam geworden?

Ich bin hineingestolpert. Ich war einige Jahre lang in der Arzneimittelforschung tätig. Mein Hintergrund liegt im Protein-Engineering. Damals hatte ich das Gefühl, dass das Tempo der Arzneimittelentwicklung für meinen Geschmack etwas zu langsam war. Ich genieße den Prozess, in ein paar Jahren etwas von der Idee bis zum Produkt zu entwickeln. Also sprach ich mit einem Stanford-Professor, den ich aus meiner früheren Karriere kannte, und er machte mich mit PacBio bekannt und ich begann, etwas über genetische Sequenzierung zu lernen.

Damals war PacBio überhaupt nicht mit der Sequenzierung beschäftigt, sie fingen gerade erst an, die Dinge zusammenzustellen. Ich fand das wirklich cool. Wenn wir die genetische Veranlagung aller Krankheiten verstehen und wirklich versuchen können, die Verknüpfung zwischen Genotyp und Phänotyp zu verstehen, wie wunderbar wird das sein. Seitdem blieb ich bei der genetischen Sequenzierung.

Warum haben Sie sich entschieden, von PacBio zu Illumina zu wechseln?

Es gab mehrere Gründe. Es war eine bessere Karrierechance für mich, das ist also eine. Und der zweite. Ich war außerdem der Meinung, dass wir eine Technologie mit höherem Durchsatz benötigen, um die Sequenzierung leichter zugänglich zu machen, da dies die Kosten der Sequenzierung drastisch senken würde.

Das war noch in den Anfängen der Sequenzierung, und Illumina hatte bereits gezeigt, dass es eine ganz andere Art von Sequenzierungsplattform versprach. Ihr erster Artikel über massiv parallele Sequenzierung erregte meine Aufmerksamkeit, denn ich hatte das Gefühl, wenn man das schafft, kann man letztendlich die Kosten senken und die Sequenzierung dezentralisieren und das Tool jedem zur Verfügung stellen, der es nutzen möchte.

Was hat Sie dazu inspiriert, Ihr eigenes Sequenzierungsunternehmen zu gründen?

Viele Leute haben mir diese Frage gestellt, ich antworte immer: „Das war nicht mein ursprünglicher Plan.“ Es fügte sich alles organisch zusammen. Als ich bei Illumina war, war ich an der Entwicklung des entscheidenden Teils der SBS-Chemie beteiligt, der Illumina heute erfolgreich macht. Ich habe eine Gruppe von Grund auf neu gegründet und ein paar wirklich, wirklich großartige Wissenschaftler rekrutiert. Wir erhielten zwei Innovation Awards, den „Nobelpreis“ von Illumina für Mitarbeiter, die durch technische Innovation einen erheblichen Umsatzbeitrag für Illumina geleistet haben.

Gegen Ende meiner Illumina-Tage hatte ich das Gefühl, dass die Technologie auf einem Plateau angelangt war, da sie bereits seit 8 bis 10 Jahren entwickelt wurde. Ich ging und dann verließen auch zwei meiner Teamkollegen, die ich bei Illumina eingestellt hatte, das Unternehmen, zwei oder drei Monate nach meinem Weggang. Sie kamen auf mich zu und hatten die Idee, ein Unternehmen zu gründen, wussten aber nicht genau, um welches Unternehmen es sich handelte.

Wir haben ziemlich viel gebrainstormt. Ursprünglich wollten wir ein Reagenzienunternehmen sein, weil wir darin gut sind. Wir sind Proteiningenieure und haben bereits großartige Reagenzien für Illumina und PacBio hergestellt. Das war also unser ursprünglicher Gedanke, aber wir sind schnell auf ein völlig neues System umgestiegen. Wir haben die Chance gesehen. Illumina dominierte den Markt. Wir hatten das Gefühl, dass die Branche Wettbewerb braucht, weil Wettbewerb die Innovation fördern wird.

Warum glauben Sie, dass Element in einem so wettbewerbsintensiven Bereich erfolgreich sein wird?

Die Gründer in unserem Führungsteam haben wirklich viel geopfert, denn es gibt viele andere Möglichkeiten, die besser bezahlt oder einfacher hätten sein können, aber wir sind alle hier, weil wir begeistert sind, an die Mission glauben und das wirklich wollen sei hier.

Ich habe Ihnen gegenüber erwähnt, dass es bei meinem Übergang von PacBio zu Illumina wirklich um die dezentrale Sequenzierung ging. Aber gegen Ende meiner Illumina-Zeit hatte ich das Gefühl, dass Illumina in die entgegengesetzte Richtung ging, denn die einzige Möglichkeit, wie Illumina den Preis pro Genom senken konnte, bestand darin, die Anzahl der zu sequenzierenden Proben zu erhöhen. Wenn man es skaliert, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit pro Probe, aber die Probleme kleinerer Labore, insbesondere in Entwicklungsländern, werden dadurch nicht wirklich gelöst. Sie verfügen nicht über dieses Kapital, oder sie haben wirklich nicht so viele Proben zum Durchführen. Das Problem des Zugangs zur Sequenzierung wird dadurch nicht gelöst.

Wir legen großen Wert auf eine wirklich dezentrale Sequenzierung, um den Menschen die beste Datenqualität, die niedrigsten Kosten und die Benutzerfreundlichkeit zu bieten, damit jeder, jedes Labor Zugang zur Sequenzierung haben kann.

Was unterscheidet Ihre Technologie von Ihren Mitbewerbern?

Wir haben die gesamte Sequenzierungsplattform bis auf jedes technische Element zerlegt, daher stammt auch der Firmenname Element. Es gibt sechs oder sieben Hauptkomponenten, die zu unserer Sequenzierungsplattform beitragen. Wir haben jeden einzelnen davon von Grund auf innoviert. Einige davon haben wir selbst entwickelt, andere haben wir aus verschiedenen Branchen übernommen. Da die Technologie im letzten Jahrzehnt so große Fortschritte gemacht hat, können wir viele Dinge nutzen, die für reife Unternehmen schwieriger zu übernehmen sind. Wenn wir all diese innovativen Teile zusammenfügen, haben wir insgesamt ein viel besseres System.

Wir haben ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis ist, als würde man nachts Sterne sehen. Wenn man das Rauschen des Sonnenlichts unterbricht, erscheinen die Sterne viel heller. Sie können die Sterne problemlos mit bloßem Auge identifizieren, benötigen kein teures Teleskop und können Sterne in einer völlig dunklen Nacht viel einfacher erkennen. Genau das haben wir versucht.

Unsere Genauigkeit ist besser als die von Illumina. Wir haben viele Veröffentlichungen in der Pipeline und unsere Rohdaten stehen auch kostenlos zum Download zur Verfügung, sodass jeder damit spielen kann, denn wir legen großen Wert auf Transparenz. Wir teilen unsere Daten mit allen, damit sie sie sehen können, und unsere Datenqualität ist besser als die von Illumina. Das hat sich in vielen, vielen verschiedenen Anwendungen gezeigt. Aufgrund unserer technologischen Fortschritte sind auch unsere Kosten viel niedriger. Dadurch sind wir in der Lage, jedem eine qualitativ hochwertige, zuverlässige und kostengünstige Sequenzierung anzubieten.

Können Sie mir ein Beispiel geben, wie Sie es schaffen, die Kosten niedrig zu halten und gleichzeitig eine hohe Qualität zu gewährleisten?

Ein Grund dafür, dass wir die Kosten wirklich niedrig halten können, ist unsere innovative proprietäre Sequenzierungschemie. Wir nennen es Avidität. Ohne auf zu viele technische Details einzugehen, besteht die Idee darin, dass wir grundsätzlich 100-mal weniger Reagenzien verbrauchen als Illumina. Wenn Sie die Reagenzflasche von Illumina und unsere Reagenzflaschen nebeneinander betrachten, ist die Reagenzflasche von Illumina tatsächlich gefärbt, da sich in dieser Reagenzflasche viel hochkonzentrierter Farbstoff befindet. In unserer Reagenzflasche ist auch Farbstoff enthalten, denn so liest man die Basen ab, aber er ist fast klar. Das liegt daran, dass wir so viel weniger Reagenzien verbrauchen und diese Einsparung an unsere Kunden weitergeben.

Warum gibt es derzeit viele Sequenzierungs-Startups?

Das ist wirklich die Realität. Viele Sequenzierungsunternehmen wurden in diesem Jahrzehnt oder in den letzten Jahren gegründet. Es gab auch viele andere, die kamen und gingen und keinen Erfolg hatten. Ich denke immer noch, dass einige dieser neueren Wettbewerber möglicherweise keinen Erfolg haben, da dies derzeit ein hart umkämpftes Feld ist. Nicht weil es viele Player gibt, sondern weil Illumina über eine so starke Marktmacht verfügt, einen Marktanteil von 80–90 %.

Meine Hypothese hierfür ist zweifach. Erstens erkannten viele Menschen die Chance, obwohl es eine sehr, sehr schwierige Herausforderung ist, in einen Monopolmarkt einzudringen, und erkannten, dass Wettbewerb erforderlich ist. Der andere Grund trifft auf uns nicht zu, wohl aber auf andere Sequenzierungs-Startups. Die Kernpatente von Illumina sind kürzlich abgelaufen.

Welche Auswirkungen hatte die Pandemie auf Element und die Sequenzierungsbranche im Allgemeinen?

Aufgrund von COVID war es für uns auf jeden Fall eine große Herausforderung, weiter innovativ zu sein und weiterzuarbeiten. Wir haben eine gewisse Entwicklungsphase durchlaufen und herausgefunden, wie wir unseren Mitarbeitern bei der Rückkehr an den Arbeitsplatz tatsächlich ein sicheres Gefühl geben können. Positiv zu vermerken ist jedoch, dass unsere Mitarbeiter sich mit großem Engagement für den Aufbau einer großartigen Plattform eingesetzt haben. Und wir haben die gesamte Pandemie praktisch überstanden. Wir haben in einer Rekordzeit in der Branche eine Plattform entwickelt, die von Grund auf neu entwickelt wurde – weniger als fünf Jahre, was so gut wie einzigartig ist.

Als COVID-19 Anfang 2020 ausbrach, sequenzierten wir nur eine geringe Anzahl von Basen. Aber wir haben bereits darüber gesprochen, wie wir unser Instrument schneller machen und unsere Chemie schneller voranbringen können. COVID hat uns tatsächlich dazu motiviert, schneller zu arbeiten und den Zeitplan einzuhalten. Ungefähr ein Jahr später haben wir ein sehr robustes System zusammengestellt und dann mit Jumpcode Genomics und einigen anderen Unternehmen zusammengearbeitet, um uns wirklich mit der COVID-Überwachung zu befassen, und wir haben dazu ein Whitepaper veröffentlicht.

Hatten Sie seit dem Start Ihrer Plattform Interesse von Forschern aus Entwicklungsländern?

Ich bin vor vielen Jahren aus China gekommen, als China arm war, und es liegt mir sehr am Herzen, den Zugang zu großartiger Technologie für alle, auch für Entwicklungsländer, zu verbessern. Aus diesem Grund legen wir großen Wert auf geringere Kosten, ohne Abstriche bei der Datenqualität zu machen. Wir haben Anfang Juni mit der Auslieferung begonnen und bereits eine ganze Reihe von Maschinen verschickt. Nachdem wir unser Produkt auf den Markt gebracht hatten, stießen wir auf großes Interesse auch außerhalb der USA

Viele Leute waren interessiert, weil sie der Meinung waren, dass dies ein wirklich großartiges System ist. Der Durchsatz ist für sie perfekt, da nicht viele Proben ausgeführt werden müssen. Gleichzeitig ist der Preis pro Probe sogar besser als beim heutigen NovaSeq. NovaSeq ist die Plattform mit dem höchsten Durchsatz, die Illumina hat, aber nicht jeder kann sich das leisten. Wir sind viel günstiger und leicht zugänglich. Das ist etwas, das mir sehr am Herzen liegt, und wir werden versuchen, unser Produkt zu globalisieren.

Welche wichtigen Management-Lektionen und Herausforderungen haben Sie gemeistert, seit Sie CEO von Element geworden sind?

Ich liebe es, Dinge von Grund auf neu zu bauen. Obwohl ich zum ersten Mal CEO bin, war dieses Unternehmen nicht das erste Team, das ich aufgebaut habe. Es kommt mir immer so vor, als wäre ich der Erste oder der Zweite in jeder Gruppe. In meiner bisherigen Karriere habe ich immer etwas von Grund auf neu aufgebaut. Bei PacBio und Illumina habe ich das gesamte Team aufgebaut. Bei Illumina habe ich das gesamte Team in drei verschiedenen Ländern aufgebaut. Aber bei Element gibt es noch zusätzliche Herausforderungen. Im Illumina- oder PacBio-Umfeld war ich mehr oder weniger gut finanziert und musste mir keine Sorgen um die Infrastruktur machen. Hier ist das definitiv viel anspruchsvoller. Es hat mir gezeigt, wie wichtig die Kultur ist und wie wichtig die Menschen für den Erfolg des Unternehmens sind.

Einer unserer Kulturwerte ist Mut. Wir meistern Herausforderungen mit Mut und das liegt mir sehr am Herzen. Zu Beginn befanden wir uns in einem Keller von rund 1200 Quadratmetern. Es war sehr klein, keine Klimaanlage, kein WLAN, weil wir Geld sparen wollten. Wir hatten fünf oder sechs Leute und begannen, ein Konzept zu testen. Das war wirklich eine lustige Zeit, weil alle so aufgeregt waren. Alle haben gut zusammengearbeitet.

Aber wenn ein Unternehmen so schnell zu wachsen beginnt, besteht die Herausforderung darin, wie man dafür sorgt, dass die Kultur kontinuierlich kernig bleibt. Jetzt ziehen wir in ein fantastisches, brandneues Gebäude, das speziell für uns angefertigt wurde. Wir haben mehr als 300 Leute. Wie bewahren wir den Mut und die Innovationskraft eines Startups, wenn wir das Gefühl haben, in allen Bereichen gut finanziert zu sein? Ich denke, das ist eine ziemlich große Herausforderung, aber ich denke, der beste Weg, diese Herausforderung zu meistern, besteht darin, mit gutem Beispiel voranzugehen.

In der Biotech- und Pharmabranche mangelt es an Frauen, insbesondere auf Führungsebene. Welche Erfahrungen haben Sie gemacht? Glauben Sie, dass sich die Dinge verbessern müssen, und wenn ja, wie?

Es ist nicht einfach. Meine persönliche Erfahrung ist, dass ich als Einwanderin, asiatische Frau, immer in der Minderheit war. Bei Illumina zum Beispiel war ich mehr als drei Jahre lang die einzige weibliche Direktorin in Forschung und Entwicklung bei Illumina. Um die Anerkennung zu erhalten, muss man besonders hart arbeiten und ein zusätzliches Maß an Kompetenz unter Beweis stellen. Als CEO kämpfe ich immer noch gegen dasselbe. Es gibt bei Frauen, insbesondere bei asiatischen Frauen, eine gewisse Vorstellung davon, bescheiden zu sein. Begraben Sie einfach den Kopf, arbeiten Sie hart und lassen Sie die Daten für sich sprechen. Aber es funktioniert nicht immer so. Das ist die Lektion, die ich gelernt habe. Die Gesellschaft muss viel mehr tun, um Frauen zu ermutigen, über unbewusste Vorurteile aufzuklären und sie wirklich viel mehr in Technologie zu coachen, ihnen mehr Möglichkeiten zu geben, zu glänzen, denn diese Wahrnehmung ist schwer zu überwinden. Ich kämpfe heute noch dagegen.

Ich betreue persönlich eine Gruppe junger Frauen in Führungspositionen in diesem Unternehmen. Ich habe vielleicht nicht alle Erfahrungen gemacht, die sie sich wünschen, aber zumindest bin ich eine Stimme für sie, und das liegt mir sehr am Herzen. Gleichzeitig versuche ich, meine Erfahrungen so breit wie möglich zu teilen. Haben Sie keine Angst vor einem „David gegen Goliath“-Wettbewerb oder einer solchen Wahrnehmung. Du bist nicht allein. Es gibt viele Davids, die den gleichen Kampf führen. Also ja, ich denke, die Gesellschaft muss mehr tun.

Welchen Rat würden Sie sich selbst geben, wenn Sie in die Zeit zurückreisen könnten, in der Sie Ihre Karriere begonnen haben?

Ich würde nach großartigen Mentoren suchen, die meinen Wert anhand meiner intellektuellen Neugier und meiner harten Arbeit beurteilen könnten, nicht anhand meiner Herkunft oder meiner Erfahrungen. Ich persönlich schätze intellektuelle Neugier und Lernfähigkeit mehr als nur reine Erfahrung, deshalb würde ich nach Mentoren suchen, die diese Dinge wirklich schätzen und mir bei meiner Weiterentwicklung hervorragend helfen könnten.

Helen Albert ist leitende Redakteurin bei Inside Precision Medicine und freie Wissenschaftsjournalistin. Bevor sie freiberuflich tätig wurde, war sie Chefredakteurin bei Labiotech, einer englischsprachigen, digitalen Publikation mit Sitz in Berlin, die sich auf die europäische Biotech-Industrie konzentriert. Bevor sie nach Deutschland zog, arbeitete sie für verschiedene wissenschafts- und gesundheitsbezogene Publikationen in London. Sie war Herausgeberin des Magazins und Blogs „The Biochemist“, arbeitete aber auch mehrere Jahre als leitende Reporterin bei medwireNews von Springer Nature und war freiberuflich für verschiedene internationale Publikationen tätig. Sie hat für New Scientist, Chemistry World, Biodesigned, The BMJ, Forbes, Science Business, Cosmos Magazine und GEN geschrieben. Helen hat akademische Abschlüsse in Genetik und Anthropologie und arbeitete zu Beginn ihrer Karriere einige Zeit am Sanger Institute in Cambridge, bevor sie sich entschied, in den Journalismus zu wechseln.

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