Lần đầu tiên, một loại thuốc do AI thiết kế đang ở giai đoạn thử nghiệm lâm sàng thứ hai. Gần đây, nhóm phát triển loại thuốc này đã xuất bản một bài báo nêu rõ lý do tại sao họ phát triển loại thuốc này nhanh đến vậy.

Được làm bởi Thuốc Insilico, một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại New York và Hồng Kông, loại thuốc này nhắm vào bệnh xơ phổi vô căn, một căn bệnh chết người khiến phổi cứng lại và để lại sẹo theo thời gian. Thiệt hại không thể khắc phục được, khiến việc thở ngày càng khó khăn. Căn bệnh này không có tác nhân gây bệnh nào được biết đến. Các nhà khoa học đã nỗ lực tìm kiếm các protein hoặc phân tử có thể gây ra căn bệnh này làm mục tiêu điều trị tiềm năng.

Đối với các nhà hóa dược, việc phát triển phương pháp chữa trị căn bệnh này là một cơn ác mộng. Đối với Tiến sĩ Alex Zhavoronkov, người sáng lập và Giám đốc điều hành của Insilico Medicine, thử thách này thể hiện một bằng chứng tiềm năng về khái niệm có thể thay đổi quá trình phát triển thuốc bằng cách sử dụng AI—và mang lại hy vọng cho hàng triệu người đang vật lộn với căn bệnh chết người.

Loại thuốc này có tên ISM018_055, được tích hợp AI trong toàn bộ quá trình phát triển. Với Pharma.AI, nền tảng thiết kế thuốc của công ty, nhóm đã sử dụng nhiều phương pháp AI để tìm ra mục tiêu tiềm năng cho căn bệnh này và sau đó tạo ra các loại thuốc có triển vọng.

ISM018_055 nổi bật nhờ khả năng giảm sẹo trong tế bào và trên mô hình động vật. Năm ngoái, loại thuốc này đã hoàn thành thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn I trên 126 tình nguyện viên khỏe mạnh ở New Zealand và Trung Quốc để kiểm tra độ an toàn và đạt kết quả tốt. Hiện đội đã có đã mô tả toàn bộ nền tảng của họ và công bố dữ liệu của họ trong Công nghệ sinh học tự nhiên.

Dòng thời gian để khám phá thuốc, từ khi tìm ra mục tiêu cho đến khi hoàn thành thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn I, là khoảng bảy năm. Với AI, Insilico đã hoàn thành các bước này trong khoảng một nửa thời gian.

Zhavoronkov nói: “Ngay từ đầu, tôi đã nhận thấy tiềm năng sử dụng AI để tăng tốc và cải thiện quá trình phát triển thuốc từ đầu đến cuối”. Trung tâm cá biệt. Khái niệm này ban đầu vấp phải sự hoài nghi từ cộng đồng khám phá ma túy. Với ISM018_055, nhóm đang đưa nền tảng AI của họ “vào thử nghiệm cuối cùng—khám phá một mục tiêu mới, thiết kế một phân tử mới từ đầu để ức chế mục tiêu đó, kiểm tra nó và đưa nó vào thử nghiệm lâm sàng với bệnh nhân”.

Loại thuốc do AI thiết kế có những ngọn núi phải vượt qua trước khi đến được các hiệu thuốc. Hiện tại, nó chỉ được chứng minh là an toàn ở những người tình nguyện khỏe mạnh. Công ty đã đưa ra Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II mùa hè năm ngoái, sẽ điều tra sâu hơn về độ an toàn của thuốc và bắt đầu thử nghiệm hiệu quả của nó ở những người mắc bệnh.

“Rất nhiều công ty đang nghiên cứu AI để cải thiện các bước khác nhau trong quá trình khám phá thuốc,” nói Tiến sĩ Michael Levitt, người đoạt giải Nobel về hóa học, người không tham gia vào công việc này. “Insilico…không chỉ xác định được mục tiêu mới mà còn đẩy nhanh toàn bộ quá trình phát hiện thuốc ban đầu và họ đã xác nhận khá thành công các phương pháp AI của mình.”

Anh ấy nói rằng công việc này rất “thú vị đối với tôi”.

Trò chơi dài

Giai đoạn đầu tiên của quá trình khám phá ma túy hơi giống như trò đánh bạc có mức cược cao.

Các nhà khoa học chọn một mục tiêu trong cơ thể có khả năng gây bệnh và sau đó tỉ mỉ thiết kế các loại hóa chất để can thiệp vào mục tiêu đó. Sau đó, các ứng viên sẽ được xem xét kỹ lưỡng về vô số đặc tính được ưu tiên. Ví dụ, nó có thể được hấp thụ dưới dạng thuốc viên hoặc bằng ống hít thay vì tiêm không? Liệu thuốc có thể đạt được mục tiêu ở mức độ đủ cao để ngăn chặn sẹo không? Nó có thể dễ dàng được phân hủy và đào thải qua thận không? Cuối cùng là nó có an toàn không?

Toàn bộ quá trình xác nhận, từ phát hiện đến phê duyệt, có thể mất hơn một thập kỷ và tiêu tốn hàng tỷ đô la. Hầu hết thời gian, canh bạc không mang lại kết quả. đại khái 90% trong số các loại thuốc hứa hẹn ban đầu đã thất bại trong các thử nghiệm lâm sàng. Thậm chí nhiều ứng viên còn không đạt được điều đó.

Giai đoạn đầu tiên – tìm ra mục tiêu cho một loại thuốc tiềm năng – là điều cần thiết. Nhưng quá trình này đặc biệt khó khăn đối với các bệnh không rõ nguyên nhân hoặc các vấn đề sức khỏe phức tạp như ung thư và rối loạn liên quan đến tuổi tác. Với AI, Zhavoronkov tự hỏi liệu có thể tăng tốc hành trình hay không. Trong thập kỷ qua, nhóm đã xây dựng một số “nhà khoa học AI” để giúp đỡ các cộng tác viên con người của họ.

Đầu tiên, PandaOmics, sử dụng nhiều thuật toán để tập trung vào các mục tiêu tiềm năng trong các tập dữ liệu lớn—ví dụ: bản đồ di truyền hoặc protein và dữ liệu từ các thử nghiệm lâm sàng. Đối với bệnh xơ phổi vô căn, nhóm đã đào tạo công cụ này dựa trên dữ liệu từ các mẫu mô của bệnh nhân mắc bệnh và bổ sung văn bản từ vô số ấn phẩm khoa học trực tuyến và tài trợ trong lĩnh vực này.

Nói cách khác, PandaOmics cư xử như một nhà khoa học. Nó “đọc” và tổng hợp kiến ​​thức hiện có làm nền tảng và kết hợp dữ liệu thử nghiệm lâm sàng để tạo ra danh sách các mục tiêu tiềm năng cho căn bệnh này, tập trung vào tính mới.

Một loại protein có tên TNIK nổi lên là ứng cử viên sáng giá nhất. Mặc dù trước đây không liên quan đến chứng xơ phổi vô căn, TNIK đã được mục tiêu liên quan đến nhiều “dấu hiệu lão hóa”—vô số quá trình di truyền và phân tử bị phá vỡ tích lũy khi chúng ta già đi.

Với mục tiêu tiềm năng trong tay, một công cụ AI khác, được gọi là Hóa học42, đã sử dụng các thuật toán tổng hợp để tìm ra các hóa chất có thể bám vào TNIK. Loại AI này tạo ra phản hồi bằng văn bản trong các chương trình phổ biến như ChatGPT, nhưng nó cũng có thể tạo ra các loại thuốc mới.

Zhavoronkov cho biết: “Gener AI như một công nghệ đã xuất hiện từ năm 2020, nhưng hiện tại chúng ta đang ở thời điểm then chốt về cả nhận thức thương mại rộng rãi và những thành tựu đột phá”.

Với ý kiến ​​chuyên môn từ các nhà hóa học chữa bệnh cho con người, cuối cùng nhóm nghiên cứu đã tìm ra loại thuốc phù hợp cho mình: ISM018_055. Thuốc này an toàn và hiệu quả trong việc giảm sẹo ở phổi ở mô hình động vật. Điều đáng ngạc nhiên là nó còn bảo vệ da và thận khỏi bị xơ hóa, thường xảy ra trong quá trình lão hóa.

Vào cuối năm 2021, nhóm đã tiến hành thử nghiệm lâm sàng ở Úc để kiểm tra độ an toàn của thuốc. Những người khác sớm theo sau ở New Zealand và Trung Quốc. Kết quả ở những tình nguyện viên khỏe mạnh rất hứa hẹn. Loại thuốc do AI thiết kế này dễ dàng được phổi hấp thụ khi dùng dưới dạng thuốc viên, sau đó được phân hủy và đào thải khỏi cơ thể mà không có tác dụng phụ đáng chú ý.

Đó là bằng chứng về khái niệm khám phá thuốc dựa trên AI. Zhavoronkov cho biết: “Chúng tôi có thể chứng minh chắc chắn rằng phương pháp tìm kiếm và phát triển các phương pháp điều trị mới này có hiệu quả”.

Đứng đầu lớp

Thuốc do AI thiết kế chuyển sang giai đoạn thử nghiệm lâm sàng tiếp theo, Giai đoạn II, ở cả Mỹ và Trung Quốc mùa hè trước. Thuốc đang được thử nghiệm ở những người mắc bệnh bằng cách sử dụng tiêu chuẩn vàng của thử nghiệm lâm sàng: ngẫu nhiên, mù đôi và với giả dược.

“Nhiều người nói rằng họ đang sử dụng AI để khám phá ma túy,” nói Tiến sĩ Alán Aspuru-Guzik tại Đại học Toronto, người không tham gia vào nghiên cứu mới. “Theo hiểu biết của tôi, đây là loại thuốc do AI tạo ra đầu tiên trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II. Một cột mốc thực sự cho cộng đồng và cho Insilico.”

Thành công của thuốc vẫn chưa phải là điều chắc chắn. Các loại thuốc ứng cử viên thường thất bại trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Nhưng nếu thành công, nó có thể có phạm vi tiếp cận rộng hơn. Xơ hóa dễ dàng xảy ra ở nhiều cơ quan khi chúng ta già đi, cuối cùng khiến các chức năng bình thường của cơ quan đó bị đình trệ.

Zhavoronkov cho biết: “Chúng tôi muốn xác định mục tiêu có liên quan nhiều đến cả bệnh tật và lão hóa, và xơ hóa…là dấu hiệu chính của lão hóa”. Nền tảng AI đã tìm thấy một trong những “mục tiêu có mục đích kép liên quan đến chống xơ hóa và lão hóa” hứa hẹn nhất, có thể không chỉ cứu sống những người mắc bệnh xơ phổi vô căn mà còn có khả năng làm chậm quá trình lão hóa cho tất cả chúng ta.

Đối với Tiến sĩ Christoph Kuppe tại RWTH Aachen, người không tham gia vào công việc này, nghiên cứu này là một “bước ngoặt” có thể định hình lại quỹ đạo khám phá ma túy.

Với ISM018_055 hiện đang trong quá trình thử nghiệm Giai đoạn II, Zhavoronkov đang hình dung ra một tương lai nơi AI và các nhà khoa học hợp tác để tăng tốc các phương pháp điều trị mới. Ông nói: “Chúng tôi hy vọng [công việc] này sẽ thúc đẩy sự tự tin hơn và nhiều mối quan hệ hợp tác hơn, đồng thời thuyết phục bất kỳ người còn hoài nghi nào về giá trị của việc khám phá thuốc do AI điều khiển”.

Tín dụng hình ảnh: Insilico

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2024/03/18/an-ai-designed-drug-is-moving-toward-approval-at-an-impressive-clip/