Un medicament conceput de IA se îndreaptă spre aprobare într-un clip impresionant

Pentru prima dată, un medicament conceput de IA se află în a doua fază a studiilor clinice. Recent, echipa din spatele medicamentului a publicat o lucrare care descrie modul în care l-au dezvoltat atât de repede.

Facut de Medicina Insilico, o companie de biotehnologie cu sediul în New York și Hong Kong, medicamentul candidat vizează fibroza pulmonară idiopatică, o boală mortală care face ca plămânii să se întărească și să se cicatrice în timp. Daunele sunt ireversibile, ceea ce face respirația din ce în ce mai dificilă. Boala nu are factori declanșatori cunoscuți. Oamenii de știință s-au străduit să găsească proteine ​​sau molecule care ar putea fi în spatele bolii ca potențiale ținte pentru tratament.

Pentru chimiștii medicinali, dezvoltarea unui remediu pentru boală este un coșmar. Pentru dr. Alex Zhavoronkov, fondator și CEO al Insilico Medicine, provocarea reprezintă o potențială dovadă a conceptului care ar putea transforma procesul de descoperire a medicamentelor folosind inteligența artificială – și ar putea oferi speranță milioanelor de oameni care se luptă cu boala mortală.

Medicamentul, denumit ISM018_055, a avut IA infuzată pe parcursul întregului său proces de dezvoltare. Cu Pharma.AI, platforma companiei de proiectare a medicamentelor, echipa a folosit mai multe metode AI pentru a găsi o țintă potențială pentru boală și apoi a generat candidați promițători la medicamente.

ISM018_055 s-a remarcat prin capacitatea sa de a reduce cicatricile în celule și în modelele animale. Anul trecut, medicamentul a finalizat un studiu clinic de fază I pe 126 de voluntari sănătoși din Noua Zeelandă și China pentru a-și testa siguranța și a trecut cu brio. Echipa are acum au descris întreaga lor platformă și și-au eliberat datele în Biotehnologia naturii.

Termenul pentru descoperirea medicamentului, de la găsirea unei ținte până la finalizarea studiilor clinice de fază I, este în jur de șapte ani. Cu AI, Insilico a finalizat acești pași în aproximativ jumătate din acea perioadă.

„De la început am văzut potențialul de a folosi AI pentru a accelera și îmbunătăți procesul de descoperire a medicamentelor de la un capăt la altul”, a spus Zhavoronkov. Singularity Hub. Conceptul a fost primit inițial cu scepticism din partea comunității de descoperire a medicamentelor. Cu ISM018_055, echipa își pune platforma AI „la testul suprem – descoperă o țintă nouă, proiectează o nouă moleculă de la zero pentru a inhiba acea țintă, o testează și o aduce până la capăt în studiile clinice cu pacienți”.

Medicamentul conceput de IA are munți de urcat înainte de a ajunge în farmacii. Deocamdată, s-a dovedit a fi sigur doar la voluntarii sănătoși. Compania s-a lansat Studii clinice de faza II vara trecută, care va investiga în continuare siguranța medicamentului și va începe să-i testeze eficacitatea la persoanele cu boală.

„O mulțime de companii lucrează la AI pentru a îmbunătăți diferiți pași în descoperirea medicamentelor.” a spus Dr. Michael Levitt, laureat al premiului Nobel pentru chimie, care nu a fost implicat în lucrare. „Insilico… nu numai că a identificat o țintă nouă, dar a și accelerat întregul proces timpuriu de descoperire a medicamentelor și și-au validat cu succes metodele AI.”

Munca este atât de „incitantă pentru mine”, a spus el.

Jocul lung

Primele etape ale descoperirii medicamentelor sunt un pic ca jocurile de noroc cu mize mari.

Oamenii de știință aleg o țintă în organism care probabil provoacă o boală și apoi proiectează cu minuțiozitate substanțe chimice care să interfereze cu ținta. Candidații sunt apoi analizați pentru o multitudine de proprietăți preferate. De exemplu, poate fi absorbit ca o pastilă sau cu un inhalator, mai degrabă decât o injecție? Poate medicamentul să atingă ținta la niveluri suficient de mari pentru a bloca cicatricile? Poate fi descompus și eliminat cu ușurință prin rinichi? Până la urmă, este sigur?

Întregul proces de validare, de la descoperire până la aprobare, poate dura mai mult de un deceniu și miliarde de dolari. De cele mai multe ori, pariul nu dă roade. Aproximativ 90 la sută a candidaților inițial promițători la medicamente eșuează în studiile clinice. Chiar și mai mulți candidați nu ajung atât de departe.

Prima etapă - găsirea țintei pentru un potențial medicament - este esențială. Dar procesul este deosebit de greu pentru bolile fără o cauză cunoscută sau pentru probleme complexe de sănătate, cum ar fi cancerul și tulburările legate de vârstă. Cu AI, Zhavoronkov s-a întrebat dacă este posibil să accelereze călătoria. În ultimul deceniu, echipa a construit mai mulți „oameni de știință AI” pentru a-și ajuta colaboratorii umani.

Primul, PandaOmics, folosește mai mulți algoritmi pentru a se concentra asupra potențialelor ținte din seturi mari de date, de exemplu, hărți genetice sau proteine ​​și date din studiile clinice. Pentru fibroza pulmonară idiopatică, echipa a instruit instrumentul pe date din mostre de țesut ale pacienților cu boală și a adăugat text dintr-un univers de publicații științifice online și granturi în domeniu.

Cu alte cuvinte, PandaOmics sa comportat ca un om de stiinta. A „citit” și a sintetizat cunoștințele existente ca fundal și a încorporat date din studiile clinice pentru a genera o listă de ținte potențiale pentru boală, cu accent pe noutate.

O proteină numită TNIK a apărut ca cel mai bun candidat. Deși nu a fost legat anterior de fibroza pulmonară idiopatică, TNIK a fost o țintă asociat cu multiple „semne distinctive ale îmbătrânirii” – nenumăratele procese genetice și moleculare descompuse care se acumulează pe măsură ce îmbătrânim.

Cu o țintă potențială în mână, un alt motor AI, numit Chimie42, a folosit algoritmi generativi pentru a găsi substanțe chimice care s-ar putea fixa pe TNIK. Acest tip de AI generează răspunsuri text în programe populare precum ChatGPT, dar poate, de asemenea, să creeze noi medicamente.

„Intelligenția artificială generativă ca tehnologie a existat din 2020, dar acum ne aflăm într-un moment esențial, atât de conștientizare comercială largă, cât și de realizări inovatoare”, a spus Zhavoronkov.

Cu contribuția experților din partea chimiștilor medicinali umani, echipa și-a găsit în cele din urmă candidatul medicament: ISM018_055. Medicamentul a fost sigur și eficient în reducerea cicatricilor în plămâni la modelele animale. În mod surprinzător, a protejat și pielea și rinichii de fibroză, care apare adesea în timpul îmbătrânirii.

La sfârșitul anului 2021, echipa a lansat un studiu clinic în Australia pentru a testa siguranța medicamentului. Alții au urmat curând în Noua Zeelandă și China. Rezultatele la voluntari sănătoși au fost promițătoare. Medicamentul conceput de IA a fost absorbit cu ușurință de plămâni atunci când este luat sub formă de pastilă și apoi descompus și eliminat din organism fără efecte secundare notabile.

Este o dovadă a conceptului pentru descoperirea de medicamente bazată pe inteligență artificială. „Suntem capabili să demonstrăm fără îndoială că această metodă de a găsi și dezvolta noi tratamente funcționează”, a spus Zhavoronkov.

Primul din clasă

Medicamentul conceput de IA a trecut la următoarea etapă a studiilor clinice, Faza II, atât în ​​SUA, cât și în China vara trecuta. Medicamentul este testat la persoanele cu boală folosind standardul de aur al studiilor clinice: randomizat, dublu-orb și cu un placebo.

„Mulți oameni spun că fac AI pentru descoperirea medicamentelor.” a spus Dr. Alán Aspuru-Guzik de la Universitatea din Toronto, care nu a fost implicat în noul studiu. „Acesta, din câte știu, este primul medicament generat de IA în studiile clinice de etapa II. O adevărată piatră de hotar pentru comunitate și pentru Insilico.”

Succesul medicamentului încă nu este un dat. Candidații la medicamente eșuează adesea în timpul studiilor clinice. Dar dacă are succes, ar putea avea o acoperire mai largă. Fibroza apare cu ușurință în mai multe organe pe măsură ce îmbătrânim, în cele din urmă oprind funcțiile normale ale organelor.

„Am vrut să identificăm o țintă care a fost foarte implicată atât în ​​boală, cât și în îmbătrânire, iar fibroza... este un semn distinctiv major al îmbătrânirii”, a spus Zhavoronkov. Platforma AI a găsit una dintre cele mai promițătoare „ținte cu dublu scop legate de anti-fibroză și îmbătrânire”, care nu numai că poate salva vieți la persoanele cu fibroză pulmonară idiopatică, ci și poate încetini îmbătrânirea pentru noi toți.

Pentru Dr. Christoph Kuppe de la RWTH Aachen, care nu a fost implicat în lucrare, studiul este un „reper” care ar putea remodela traiectoria descoperirii medicamentelor.

Cu ISM018_055 în prezent în curs de studii de fază II, Zhavoronkov își imaginează un viitor în care inteligența artificială și oamenii de știință colaborează pentru a accelera noile tratamente. „Sperăm că această [lucrare] va genera mai multă încredere și mai multe parteneriate și va servi pentru a convinge pe toți scepticii rămași de valoarea descoperirii de medicamente bazate pe inteligență artificială”, a spus el.

Credit imagine: Insilico

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://singularityhub.com/2024/03/18/an-ai-designed-drug-is-moving-toward-approval-at-an-impressive-clip/