(Результаты: алгоритмы и роботы. «ХиЖ» 2024 №7)
Передовые технологии для разработки новых синтетических лекарств с нужными свойствами пока трудоемки, дороги и длительны. И здесь человечеству помогут нейросети, которые не только генерируют изображения, пишут тексты и музыку, но и обрабатывают различные цифровые данные.
Это продемонстрировали ученые из Университета Чепмена в Орандже (Калифорния) во главе с Хагопом Атамианом (Hagop S. Atamian). Они создали новую модель ИИ, которая способна анализировать огромные базы данных об известных химических веществах и их соединениях с целевыми белками, учитывая при этом законы образования и свойства таких соединений. Обученный алгоритм умеет генерировать бесчисленное число молекулярных структур, которые подчиняются биологическим ограничениям и эффективно связываются с белковыми мишенями. Теперь пользователь может ввести любой нужный ему белок, к примеру, участвующий в развитии рака, а модель определит для него уникальные молекулярные структуры и доработает их так, что эти 50–100 новых молекул смогут эффективно обезоруживать белок из-за сильного сродства к нему.
В своей модели ИИ ученые впервые объединили две передовые нейросетевые технологии. Это архитектура энкодер-декодер-трансформер и обучение с подкреплением методом Монте-Карло. Модель успешно протестировали по нескольким критериям. Ни одно из сгенерированных ею лекарств не присутствовало в обучающем наборе. Оценки результатов показали, что новый метод не уступает распространенным способам поиска препаратов.
Для проверки модели исследователи сравнивали свои находки по конкретному заболеванию с существующими лекарствами от него. Ученые ранее определили растения, ингибирующие белок Ковид-19, и выделили их действующие вещества, например β-карболины и бензойные эфиры. Нейросеть предложила группу нацеленных на ковидный белок новых веществ. После этого медики анализировали характеристики предложенных и естественных веществ. Они оказались похожи и аналогичны по эффективности связывания. Ученые также создали гибкий алгоритм, который позволяет другим исследователям добавлять в модель новые функции. Теперь все разработчики смогут отбирать более совершенные препараты для лечения конкретных болезней.
Авторы исследования считают, что их модель ИИ может значительно удешевить и ускорить выбор будущих препаратов для лечения многих заболеваний. Новая технология позволяет создавать лекарства, которых человечество еще не знало. Исследование доступно на сайте журнала Pharmaceuticals.
И. Иванов
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Результаты: алгоритмы и роботы»
Канал автора: https://t.me/medneus
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/kiosk2024/
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»