Ведущие мировые эксперты утверждают, что потенциал постоянно развивающихся технологий, связанных с искусственным интеллектом (ИИ), безграничен. Несколько фармакологических компаний используют его для поиска новых фармацевтических препаратов.
Одна компания американская компания – Verseon – хочет пойти дальше. Она планирует использовать передовые научные достижения и искусственный интеллект на каждом этапе разработки, применяя цифровое моделирование для ускорения традиционно сложного и затратного процесса.
«Речь идет не о попытке заработать на популярности ИИ, а скорее об изменении способа открытия в мире новых лекарств», — рассказал Newsweek Адитьо Пракаш, генеральный директор Verseon. — «Из 10 тысяч заболеваний человека, сегодня мы можем лечить только 500. И это лечение связано с многочисленными побочными эффектами. Миру нужны новые лекарства. Нам нужны лучшие терапевтические профили, лучшие способы лечения заболевания с меньшим количеством побочных эффектов и гораздо большей эффективностью».
Традиционный подход к разработке лекарств включает этапы создания молекул и последующего тестирования, чтобы определить их эффективность в борьбе с болезнями. До сегодняшнего дня ученые уже протестировали примерно семь миллионов различных химических соединений, и все же существует огромное количество возможных комбинаций химических веществ, которое составляет редкостное число - 10 в 33-й степени, то есть один дециллион. В 2015 году было оценено, что число "наркотических" химических соединений достигло 10 в 60-й степени.
«Когда вы сравниваете 7 миллионов с единицей с 33 нулями, вы понимаете, что ловите рыбу даже не в маленьком бассейне на краю океана, а в крохотной капле», — сказал Пракаш, добавив, что множество молекул в известном концептуальном пространстве часто строятся аналогичным образом, потому что ученые-фармацевты ищут новые лекарства в уже известных объектах.
Именно в этой области Verseon надеется использовать ИИ, чтобы совершить следующий прорыв в медицине. Для дальнейшего развития в области медицины, компания применяет программное обеспечение искусственного интеллекта, начиная с создания 3D-модели белка, на который будет действовать препарат. Используя искусственный интеллект, компания моделирует естественный изгиб поверхности белка и взаимодействие с молекулами воды в его окружении. Это позволяет компании создать набор особенностей белкового следа, с которыми новому лекарству предстоит взаимодействовать.
«Почему нельзя создать атом за атомом идеальное связующее, подходящее для белка»? — спрашивает Пракаш. — «Именно так мы проектируем практически все остальное: каждый компонент микросхем в вашем телефоне был разработан именно таким образом. В вашем компьютере, Boeing Dreamliner, Airbus A380 – они были полностью разработаны на компьютере».
Однако, в этом контексте, возникает одно затруднение. Искусственные интеллекты, функционирующие на основе анализа и рекомбинации информации, обычно предпочитают работать с обширными данными. Методология Verseon требует анализа молекул, которые, хотя и могут быть органически синтезированы, до сих пор таковыми не были. По мнению Пракаша, в этой ситуации ключевую роль играют "фундаментальные открытия квантовой физики", которые позволяют смоделировать образование отдельных связей между атомами и предсказать поведение целой молекулы. Это также обеспечивает возможность моделирования отдельных молекул воды, чтобы определить, где они могут взаимодействовать с белком и изменять структуру его поверхности.
Вместо того, чтобы просматривать комбинации уже известных молекул и адаптировать их под определенный образец, Verseon применяет ИИ для моделирования характеристик потенциально абсолютно новых молекул, пока не найдет подходящую. Как только это происходит, они исследуют аналогичные молекулы, чтобы определить, смогут ли они работать более эффективно.
«Благодаря этому глубокому квантовому моделированию вы начинаете находить островки полезных данных», — сказал Пракаш. – «Вы видите, что именно эта структура препарата очень хорошо связывается с этим белком. То же самое и с этим и так далее».
Он добавил, что такое сочетание инструментов дает «возможность изучить это неизведанное химическое пространство, чтобы найти первые и лучшие в своем классе лекарства, которые изменят стандарты лечения всех этих основных заболеваний человека».
Как только ИИ находит несколько «кандидатов», которые могут состоять из радикально разных элементов, их отправляют в лабораторию для тестирования, чтобы увидеть, есть ли какие-либо непреднамеренные эффекты молекул, которые могут сделать их слишком мощными или слишком избирательно воздействовать на белки.
Некоторые разработчики лекарств останавливаются на этом. Verseon идет дальше: компания передает эти результаты на свою платформу искусственного интеллекта вместе с инструкциями о том, какие функции следует улучшить, и просит адаптировать молекулы к реальным требованиям, необходимым новому лекарству. Компания заявляет, что уже разрабатывает 15 потенциальных лекарств от восьми основных заболеваний, от которых страдают миллионы людей во всем мире. Потенциальный препарат для уменьшения инсультов и сердечных приступов в настоящее время находится на первой фазе клинических испытаний. Пракаш говорит, что было доказано, что он имеет значительно меньший риск чрезмерного кровотечения, чем другие антикоагулянты, представленные на рынке. Два пероральных препарата от потери зрения, связанной с диабетом, находятся на доклинической стадии, но Пракаш продемонстрировал сканирование сетчатки крыс, получавших одно из лекарств, которое показало прекращение кровоизлияния в глаз.
Оз Алаше, эксперт по искусственному интеллекту и генеральный директор CybSafe, компании по анализу данных и кибербезопасности, ответил Newsweek, когда его спросили, соответствует ли тип использования искусственного интеллекта, описанный Пракашем, возможностями технологии или это просто умная реклама, хотя он не может прокомментировать это. Что касается медицинских аспектов, «использование ИИ для управления большими массивами данных с целью найти то, что является пробелом, аномалией или закономерностью, абсолютно точно – это делается каждый день и повсюду».
«Это не похоже на маркетинг. Можно ли это сделать? Можно ли управлять, понимать и разбирать функции и множество возможностей с помощью искусственного интеллекта? Да. На 100%», – добавил он. Однако Оз Алаше не смог прокомментировать, «какие результаты это может дать и, что более важно, действительно ли это может повысить эффективность процесса».
