Egy mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszer egy lenyűgöző klipben a jóváhagyás felé halad

Egy mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszer egy lenyűgöző klipben a jóváhagyás felé halad

Időbélyeg: 18. március 2024. 4:45
Egy mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszer a jóváhagyás felé halad egy lenyűgöző PlatoBlockchain Data Intelligence klipben. Függőleges keresés. Ai.

Először került egy mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszer a klinikai vizsgálatok második fázisába. Nemrég a gyógyszer mögött álló csapat közzétett egy dokumentumot, amelyben felvázolja, hogyan fejlesztették ki olyan gyorsan.

Készítette Insilico gyógyszer, egy New York-i és Hongkong-i székhelyű biotechnológiai cég, a gyógyszerjelölt az idiopátiás tüdőfibrózist célozza meg, egy olyan halálos betegséggel, amely idővel a tüdő megkeményedését és hegesedését okozza. A károsodás visszafordíthatatlan, így egyre nehezebb lélegezni. A betegségnek nincsenek ismert kiváltó okai. A tudósok küzdöttek azért, hogy olyan fehérjéket vagy molekulákat találjanak, amelyek a betegség hátterében állhatnak a kezelés lehetséges célpontjaiként.

A gyógyszerkémikusok számára rémálom a betegség gyógymódjának kifejlesztése. Dr. Alex Zhavoronkov, az Insilico Medicine alapítója és vezérigazgatója számára a kihívás egy lehetséges bizonyítékot jelent az elgondolásra, amely átalakíthatja a mesterséges intelligencia segítségével végzett gyógyszerkutatási folyamatot – és reményt ad a halálos betegséggel küzdő emberek millióinak.

Az ISM018_055 névre keresztelt gyógyszert a mesterséges intelligencia beadta a teljes fejlesztési folyamat során. Val vel Pharma.AI, a cég gyógyszertervezési platformja, a csapat többféle mesterséges intelligencia módszert alkalmazott, hogy megtalálja a betegség lehetséges célpontját, majd ígéretes gyógyszerjelölteket generált.

Az ISM018_055 kitűnt a sejtekben és az állatmodellekben előforduló hegesedés csökkentésére való képességével. Tavaly a gyógyszer befejezte az I. fázisú klinikai vizsgálatot 126 egészséges önkéntesen Új-Zélandon és Kínában, hogy teszteljék a biztonságosságát, és sikeresnek bizonyult. A csapat most leírták a teljes platformjukat és kiadták adataikat Nature Biotechnology.

A gyógyszerfelfedezés idővonala a célpont megtalálásától az I. fázisú klinikai vizsgálatok befejezéséig a következő hét év körül. Az AI segítségével az Insilico nagyjából feleannyi idő alatt teljesítette ezeket a lépéseket.

„Az elején láttam annak lehetőségét, hogy mesterséges intelligencia segítségével felgyorsítsuk és tökéletesítsük a gyógyszerkutatási folyamatot a végétől a végéig” – mondta Zsavoronkov. Singularity Hub. A koncepciót kezdetben szkepticizmus fogadta a gyógyszerkutató közösség részéről. Az ISM018_055 segítségével a csapat a mesterséges intelligencia platformját „a végső próbára teszi – fedezzen fel egy új célpontot, tervezzen meg egy új molekulát a semmiből, hogy gátolja a célpontot, tesztelje azt, és vigye be a betegekkel végzett klinikai vizsgálatokba”.

A mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszernek hegyeket kell megmásznia, mielőtt a drogériákba kerülne. Egyelőre csak egészséges önkénteseknél bizonyult biztonságosnak. A cég elindult II. fázisú klinikai vizsgálatok tavaly nyáron, amely tovább vizsgálja a gyógyszer biztonságosságát, és megkezdi a hatékonyságának tesztelését a betegségben szenvedőkön.

„Sok cég dolgozik a mesterséges intelligencia fejlesztésén, hogy javítsa a gyógyszerkutatás különböző lépéseit” mondott Dr. Michael Levitt, a kémiai Nobel-díjas, aki nem vett részt a munkában. "Az Insilico… nemcsak egy új célpontot azonosított, hanem felgyorsította az egész korai gyógyszerfelfedezési folyamatot, és meglehetősen sikeresen validálták mesterséges intelligencia-módszereiket."

A munka annyira „izgalmas számomra” – mondta.

A hosszú játék

A kábítószer-felfedezés első szakaszai kicsit olyanok, mint a nagy tétű szerencsejáték.

A tudósok kiválasztanak egy célpontot a szervezetben, amely valószínűleg betegséget okoz, majd gondosan megtervezik a vegyszereket, amelyek megzavarják a célpontot. A jelölteket ezután számtalan előnyös tulajdonság után vizsgálják meg. Például felszívódhat tablettaként vagy inhalátorral, nem injekcióval? El tudja érni a gyógyszer a célt elég magas szinten ahhoz, hogy megakadályozza a hegesedést? Könnyen lebontható és eltávolítható a vesék által? Végül is biztonságos?

A teljes érvényesítési folyamat a felfedezéstől a jóváhagyásig több mint egy évtizedet és több milliárd dollárt is igénybe vehet. A szerencsejáték legtöbbször nem kifizetődő. Nagyjából 90 százalék kezdetben ígéretes gyógyszerjelöltek közül kudarcot vallanak a klinikai vizsgálatok. Még több jelölt nem jut el odáig.

Az első szakasz – a potenciális gyógyszer célpontjának megtalálása – elengedhetetlen. De ez a folyamat különösen nehéz az ismert ok nélküli betegségek vagy olyan összetett egészségügyi problémák esetén, mint a rák és az életkorral összefüggő rendellenességek. Az AI-val Zhavoronkov azon töprengett, hogy lehetséges-e felgyorsítani az utat. Az elmúlt évtizedben a csapat több „AI-tudóst” épített fel, hogy segítse emberi munkatársait.

Az első, PandaOmics, több algoritmust használ a potenciális célpontok nullázására nagy adathalmazokban – például genetikai vagy fehérjetérképeken és klinikai vizsgálatokból származó adatokon. Az idiopátiás tüdőfibrózis esetében a csapat a betegségben szenvedő betegek szövetmintáiból vett adatok alapján képezte ki az eszközt, és hozzáadott szöveget az online tudományos publikációk és támogatások univerzumából a területen.

Más szóval, PandaOmics tudósként viselkedett. „Elolvasta” és szintetizálta a meglévő ismereteket háttérként, és beépítette a klinikai vizsgálatok adatait, hogy létrehozza a betegség lehetséges célpontjainak listáját, az újdonságra összpontosítva.

A TNIK nevű fehérje a legjobb jelölt. Bár korábban nem volt összefüggésben az idiopátiás tüdőfibrózissal, a TNIK az volt egy célpont összefüggésbe hozható több „öregedés jegyével” – a számtalan lebomlott genetikai és molekuláris folyamattal, amelyek felhalmozódnak, ahogy öregszünk.

Egy lehetséges célponttal a kezében egy másik AI motor, az úgynevezett Kémia 42, generatív algoritmusok segítségével talált olyan vegyi anyagokat, amelyek rátapadhatnak a TNIK-re. Ez a fajta mesterséges intelligencia szöveges válaszokat generál olyan népszerű programokban, mint a ChatGPT, de új gyógyszereket is megálmodhat.

„A generatív mesterséges intelligencia mint technológia 2020 óta létezik, de most a széles körű kereskedelmi tudatosság és az áttörést elérő eredmények sarkalatos pillanatában vagyunk” – mondta Zsavoronkov.

A humán gyógyszerkémikusok szakértői közreműködésével a csapat végül megtalálta a gyógyszerjelöltjét: ISM018_055. A gyógyszer biztonságos és hatékony volt a tüdő hegesedésének csökkentésében állatmodellekben. Meglepő módon a bőrt és a vesét is megvédte az öregedés során gyakran előforduló fibrózistól.

2021 végén a csapat klinikai vizsgálatot indított Ausztráliában a gyógyszer biztonságosságának tesztelésére. Mások hamarosan követték Új-Zélandon és Kínában. Az egészséges önkéntesek eredményei ígéretesek voltak. A mesterséges intelligencia által tervezett gyógyszer tablettaként bevéve könnyen felszívódik a tüdőben, majd lebomlott, és jelentős mellékhatások nélkül ürült ki a szervezetből.

Ez az AI-alapú gyógyszerkutatás koncepciójának bizonyítéka. „Kétséget kizáróan be tudjuk bizonyítani, hogy ez az új kezelési módok felkutatásának és fejlesztésének módszere működik” – mondta Zsavoronkov.

Első az osztályban

Az AI által tervezett gyógyszer átkerült a klinikai vizsgálatok következő szakaszába, II. fázis, mind az Egyesült Államokban, mind Kínában tavaly nyáron. A gyógyszert a betegségben szenvedőkön tesztelik a klinikai vizsgálatok aranystandardja szerint: randomizált, kettős vak és placebóval.

"Sokan azt mondják, hogy mesterséges intelligenciával foglalkoznak a gyógyszerkutatásért" mondott Dr. Alán Aspuru-Guzik a Torontói Egyetemen, aki nem vett részt az új vizsgálatban. „Tudomásom szerint ez az első mesterséges intelligencia által generált gyógyszer a II. stádiumú klinikai vizsgálatokban. Igazi mérföldkő a közösség és az Insilico számára.”

A gyógyszer sikere még mindig nem adott. A gyógyszerjelöltek gyakran kudarcot vallanak a klinikai vizsgálatok során. De ha sikerül, akkor potenciálisan szélesebb körű lehet. Az életkor előrehaladtával több szervben is előfordul a fibrózis, ami végül leállítja a normális szervi funkciókat.

„Olyan célpontot akartunk azonosítani, amely mind a betegségekben, mind az öregedésben nagy szerepet játszik, és a fibrózis… az öregedés egyik fő jellemzője” – mondta Zsavoronkov. A mesterséges intelligencia platform megtalálta az egyik legígéretesebb „fibrózis elleni küzdelemmel és öregedéssel kapcsolatos kettős célt”, amely nemcsak életeket menthet meg idiopátiás tüdőfibrózisban szenvedőkben, hanem potenciálisan lassíthatja is mindannyiunk öregedését.

Dr. Christoph Kuppe számára az RWTH Aachenben, aki nem vett részt a munkában, a tanulmány olyan „mérföldkő”, amely átalakíthatja a gyógyszerkutatás pályáját.

Mivel az ISM018_055 jelenleg II. fázisú kísérletek alatt áll, Zhavoronkov olyan jövőt képzel el, amelyben a mesterséges intelligencia és a tudósok együttműködnek az új kezelések felgyorsítása érdekében. „Reméljük, hogy ez a [munka] nagyobb önbizalmat és több partnerkapcsolatot ébreszt, és meg fogja győzni a megmaradt szkeptikusokat a mesterséges intelligencia által vezérelt gyógyszerkutatás értékéről” – mondta.

A kép forrása: Insilico

Időbélyeg:

Még több Singularity Hub