Για πρώτη φορά, ένα φάρμακο σχεδιασμένο με AI βρίσκεται στη δεύτερη φάση κλινικών δοκιμών. Πρόσφατα, η ομάδα πίσω από το φάρμακο δημοσίευσε ένα έγγραφο που περιγράφει πώς το ανέπτυξαν τόσο γρήγορα.

Φτιαγμένο από Ιατρική Insilico, μια εταιρεία βιοτεχνολογίας με έδρα τη Νέα Υόρκη και το Χονγκ Κονγκ, το υποψήφιο φάρμακο στοχεύει στην ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, μια θανατηφόρα ασθένεια που προκαλεί στους πνεύμονες σκληρύνσεις και ουλές με την πάροδο του χρόνου. Η βλάβη είναι μη αναστρέψιμη, καθιστώντας όλο και πιο δύσκολη την αναπνοή. Η ασθένεια δεν έχει γνωστούς πυροδοτητές. Οι επιστήμονες προσπάθησαν να βρουν πρωτεΐνες ή μόρια που μπορεί να βρίσκονται πίσω από την ασθένεια ως πιθανούς στόχους για θεραπεία.

Για τους φαρμακοποιούς, η ανάπτυξη μιας θεραπείας για τη νόσο είναι ένας εφιάλτης. Για τον Δρ Alex Zhavoronkov, ιδρυτή και Διευθύνοντα Σύμβουλο της Insilico Medicine, η πρόκληση αντιπροσωπεύει μια πιθανή απόδειξη της ιδέας που θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη διαδικασία ανακάλυψης φαρμάκων χρησιμοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη - και να δώσει ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους που παλεύουν με τη θανατηφόρα ασθένεια.

Το φάρμακο, που ονομάστηκε ISM018_055, είχε εγχυθεί AI σε όλη τη διαδικασία ανάπτυξής του. Με Φαρμακείο, την πλατφόρμα σχεδιασμού φαρμάκων της εταιρείας, η ομάδα χρησιμοποίησε πολλαπλές μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης για να βρει έναν πιθανό στόχο για την ασθένεια και στη συνέχεια δημιούργησε πολλά υποσχόμενα φάρμακα.

Το ISM018_055 ξεχώρισε για την ικανότητά του να μειώνει τις ουλές σε κύτταρα και σε ζωικά μοντέλα. Πέρυσι, το φάρμακο ολοκλήρωσε μια κλινική δοκιμή Φάσης Ι σε 126 υγιείς εθελοντές στη Νέα Ζηλανδία και την Κίνα για να δοκιμάσει την ασφάλειά του και πέρασε καλά. Η ομάδα έχει τώρα περιέγραψε ολόκληρη την πλατφόρμα τους και δημοσίευσαν τα στοιχεία τους Nature Biotechnology.

Το χρονοδιάγραμμα για την ανακάλυψη φαρμάκων, από την εύρεση ενός στόχου έως την ολοκλήρωση των κλινικών δοκιμών Φάσης Ι, είναι περίπου επτά χρόνια. Με το AI, το Insilico ολοκλήρωσε αυτά τα βήματα στο μισό περίπου χρόνο.

«Από νωρίς είδα τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσω την τεχνητή νοημοσύνη για να επιταχύνω και να βελτιώσω τη διαδικασία ανακάλυψης φαρμάκων από άκρη σε άκρη», είπε ο Zhavoronkov. Κέντρο μοναδικότητας. Η ιδέα αρχικά αντιμετωπίστηκε με σκεπτικισμό από την κοινότητα ανακάλυψης ναρκωτικών. Με το ISM018_055, η ομάδα θέτει την πλατφόρμα τεχνητής νοημοσύνης της «στην απόλυτη δοκιμή—ανακαλύψτε έναν νέο στόχο, σχεδιάστε ένα νέο μόριο από την αρχή για να αναστέλλετε αυτόν τον στόχο, να τον δοκιμάσετε και να τον φέρετε σε κλινικές δοκιμές με ασθενείς».

Το φάρμακο που έχει σχεδιαστεί με AI έχει βουνά να σκαρφαλώσει πριν φτάσει στα φαρμακεία. Προς το παρόν, αποδεικνύεται ότι είναι ασφαλές μόνο σε υγιείς εθελοντές. Η εταιρεία ξεκίνησε Κλινικές δοκιμές Φάσης II το περασμένο καλοκαίρι, η οποία θα διερευνήσει περαιτέρω την ασφάλεια του φαρμάκου και θα αρχίσει να δοκιμάζει την αποτελεσματικότητά του σε άτομα με τη νόσο.

«Πολλές εταιρείες εργάζονται για την τεχνητή νοημοσύνη για να βελτιώσουν διάφορα βήματα στην ανακάλυψη φαρμάκων», είπε Ο Δρ Michael Levitt, βραβευμένος με Νόμπελ Χημείας, ο οποίος δεν συμμετείχε στη δουλειά. «Η Insilico...όχι μόνο προσδιόρισε έναν νέο στόχο, αλλά επιτάχυνε επίσης την όλη διαδικασία πρώιμης ανακάλυψης φαρμάκων και έχουν επικυρώσει με επιτυχία τις μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης τους».

Το έργο είναι τόσο «συναρπαστικό για μένα», είπε.

Το Μακρύ Παιχνίδι

Τα πρώτα στάδια της ανακάλυψης ναρκωτικών μοιάζουν λίγο με τον τζόγο υψηλού πονταρίσματος.

Οι επιστήμονες επιλέγουν έναν στόχο στο σώμα που πιθανότατα προκαλεί μια ασθένεια και στη συνέχεια σχεδιάζουν επιμελώς χημικές ουσίες για να παρεμβαίνουν στον στόχο. Στη συνέχεια, οι υποψήφιοι ελέγχονται για μυριάδες προτιμώμενες ιδιότητες. Για παράδειγμα, μπορεί να απορροφηθεί ως χάπι ή με συσκευή εισπνοής αντί για ένεση; Μπορεί το φάρμακο να φτάσει στον στόχο σε αρκετά υψηλά επίπεδα ώστε να εμποδίσει τις ουλές; Μπορεί εύκολα να διασπαστεί και να αποβληθεί από τα νεφρά; Τελικά, είναι ασφαλές;

Η όλη διαδικασία επικύρωσης, από την ανακάλυψη έως την έγκριση, μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από μια δεκαετία και δισεκατομμύρια δολάρια. Τις περισσότερες φορές, το στοίχημα δεν αποδίδει. Χονδρικά 90 τοις εκατό των αρχικά υποσχόμενων υποψηφίων φαρμάκων αποτυγχάνουν στις κλινικές δοκιμές. Ακόμα περισσότεροι υποψήφιοι δεν φτάσουν τόσο μακριά.

Το πρώτο στάδιο - η εύρεση του στόχου για ένα πιθανό φάρμακο - είναι απαραίτητο. Αλλά η διαδικασία είναι ιδιαίτερα δύσκολη για ασθένειες χωρίς γνωστή αιτία ή για πολύπλοκα προβλήματα υγείας όπως ο καρκίνος και οι διαταραχές που σχετίζονται με την ηλικία. Με την τεχνητή νοημοσύνη, ο Zhavoronkov αναρωτήθηκε αν ήταν δυνατό να επιταχυνθεί το ταξίδι. Την τελευταία δεκαετία, η ομάδα δημιούργησε αρκετούς «επιστήμονες AI» για να βοηθήσουν τους ανθρώπινους συνεργάτες τους.

Ο πρώτος, PandaOmics, χρησιμοποιεί πολλούς αλγόριθμους για να μηδενίσει πιθανούς στόχους σε μεγάλα σύνολα δεδομένων—για παράδειγμα, γενετικούς ή πρωτεϊνικούς χάρτες και δεδομένα από κλινικές δοκιμές. Για την ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, η ομάδα εκπαίδευσε το εργαλείο σε δεδομένα από δείγματα ιστών ασθενών με τη νόσο και πρόσθεσε κείμενο από ένα σύνολο διαδικτυακών επιστημονικών δημοσιεύσεων και επιχορηγήσεων στο πεδίο.

Με άλλα λόγια, PandaOmics συμπεριφέρθηκε σαν επιστήμονας. «Διάβασε» και συνέθεσε την υπάρχουσα γνώση ως υπόβαθρο και ενσωμάτωσε δεδομένα κλινικών δοκιμών για να δημιουργήσει μια λίστα πιθανών στόχων για τη νόσο με έμφαση στην καινοτομία.

Μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TNIK αναδείχθηκε ως η καλύτερη υποψήφια. Αν και προηγουμένως δεν είχε συνδεθεί με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, το TNIK είχε συνδεθεί ένας στόχος που σχετίζονται με πολλαπλά «χαρακτηριστικά της γήρανσης» — τις μυριάδες αναλυόμενες γενετικές και μοριακές διεργασίες που συσσωρεύονται καθώς μεγαλώνουμε.

Με έναν πιθανό στόχο στο χέρι, ένας άλλος κινητήρας τεχνητής νοημοσύνης, κάλεσε Χημεία42, χρησιμοποίησε αλγόριθμους παραγωγής για να βρει χημικές ουσίες που θα μπορούσαν να κολλήσουν στο TNIK. Αυτός ο τύπος AI δημιουργεί απαντήσεις κειμένου σε δημοφιλή προγράμματα όπως το ChatGPT, αλλά μπορεί επίσης να ονειρευτεί νέα φάρμακα.

«Η γενετική τεχνητή νοημοσύνη ως τεχνολογία υπάρχει από το 2020, αλλά τώρα βρισκόμαστε σε μια κομβική στιγμή τόσο ευρείας εμπορικής ευαισθητοποίησης όσο και καινοτόμων επιτευγμάτων», δήλωσε ο Zhavoronkov.

Με τη συμβολή ειδικών από ανθρώπινους φαρμακοποιούς, η ομάδα βρήκε τελικά το υποψήφιο φάρμακο: ISM018_055. Το φάρμακο ήταν ασφαλές και αποτελεσματικό στη μείωση των ουλών στους πνεύμονες σε ζωικά μοντέλα. Παραδόξως, προστάτευε επίσης το δέρμα και τα νεφρά από την ίνωση, η οποία εμφανίζεται συχνά κατά τη γήρανση.

Στα τέλη του 2021, η ομάδα ξεκίνησε μια κλινική δοκιμή στην Αυστραλία δοκιμάζοντας την ασφάλεια του φαρμάκου. Σύντομα ακολούθησαν και άλλα στη Νέα Ζηλανδία και την Κίνα. Τα αποτελέσματα σε υγιείς εθελοντές ήταν πολλά υποσχόμενα. Το φάρμακο που σχεδιάστηκε με AI απορροφήθηκε εύκολα από τους πνεύμονες όταν λήφθηκε ως χάπι και στη συνέχεια διασπάστηκε και αποβλήθηκε από το σώμα χωρίς αξιοσημείωτες παρενέργειες.

Είναι μια απόδειξη της ιδέας για την ανακάλυψη φαρμάκων που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη. «Είμαστε σε θέση να αποδείξουμε χωρίς αμφιβολία ότι αυτή η μέθοδος εύρεσης και ανάπτυξης νέων θεραπειών λειτουργεί», είπε ο Zhavoronkov.

Πρώτος στην Τάξη

Το φάρμακο που έχει σχεδιαστεί με AI προχώρησε στο επόμενο στάδιο των κλινικών δοκιμών, Φάση ΙΙ, τόσο στις ΗΠΑ όσο και στην Κίνα το προηγούμενο καλοκαίρι. Το φάρμακο δοκιμάζεται σε άτομα με τη νόσο χρησιμοποιώντας το χρυσό πρότυπο των κλινικών δοκιμών: τυχαιοποιημένη, διπλά τυφλή και με εικονικό φάρμακο.

«Πολλοί άνθρωποι λένε ότι κάνουν AI για την ανακάλυψη ναρκωτικών», είπε Ο Δρ Alán Aspuru-Guzik στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη. «Αυτό, εξ όσων γνωρίζω, είναι το πρώτο φάρμακο που παράγεται από AI σε κλινικές δοκιμές σταδίου ΙΙ. Ένα πραγματικό ορόσημο για την κοινότητα και για την Insilico.”

Η επιτυχία του φαρμάκου δεν είναι ακόμα δεδομένη. Οι υποψήφιοι φάρμακα συχνά αποτυγχάνουν κατά τη διάρκεια κλινικών δοκιμών. Αλλά εάν είναι επιτυχής, θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει ευρύτερη εμβέλεια. Η ίνωση εμφανίζεται εύκολα σε πολλά όργανα καθώς γερνάμε, με αποτέλεσμα να σταματήσει η φυσιολογική λειτουργία των οργάνων.

«Θέλαμε να εντοπίσουμε έναν στόχο που εμπλέκεται σε μεγάλο βαθμό τόσο στην ασθένεια όσο και στη γήρανση, και η ίνωση…είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της γήρανσης», είπε ο Zhavoronkov. Η πλατφόρμα AI βρήκε έναν από τους πιο πολλά υποσχόμενους «στόχους διπλής χρήσης που σχετίζονται με την αντι-ίνωση και τη γήρανση», ο οποίος μπορεί όχι μόνο να σώσει ζωές σε άτομα με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, αλλά και να επιβραδύνει τη γήρανση για όλους μας.

Για τον Δρ Christoph Kuppe στο RWTH του Άαχεν που δεν συμμετείχε στην εργασία, η μελέτη είναι ένα «ορόσημο» που θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει την τροχιά της ανακάλυψης φαρμάκων.

Με το ISM018_055 να βρίσκεται επί του παρόντος σε δοκιμές Φάσης ΙΙ, ο Zhavoronkov οραματίζεται ένα μέλλον όπου η τεχνητή νοημοσύνη και οι επιστήμονες θα συνεργάζονται για να επιταχύνουν τις νέες θεραπείες. «Ελπίζουμε ότι αυτή [η εργασία] θα δημιουργήσει περισσότερη εμπιστοσύνη και περισσότερες συνεργασίες και θα χρησιμεύσει για να πείσει τυχόν εναπομείναντες σκεπτικιστές για την αξία της ανακάλυψης φαρμάκων που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη», είπε.

Πίστωση εικόνας: Insilico

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2024/03/18/an-ai-designed-drug-is-moving-toward-approval-at-an-impressive-clip/