Искусственный интеллект создает лекарства. 5 препаратов, сделанных машиной

Искусственный интеллект (ИИ) позволяет компьютерам обучаться на собственном опыте, адаптироваться к параметрам и выполнять те задачи, которые раньше были под силу только человеку. Это мощный инструмент, который последние несколько лет активно используется для разработки новых лекарств. Некоторые из них находятся уже на стадии поздней разработки и показывают свою эффективность.

Мы расскажем о 5 случаях, когда ИИ использовали для разработки новых лекарств.

Британская биотехнологическая фирма Exscientia зимой 2020 года объявила о начале клинического исследования I фазы DSP-1181 для лечения обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР). Поиск нового соединения с использованием ИИ занял менее 12 месяцев. Традиционными методами подходящее соединение в среднем ищут 4,5 года.

За последние 20 лет для практического применения в медицине было одобрено всего шесть новых классов противомикробных препаратов. Ни один из них не активен против грамотрицательных бактерий. Для сравнения, за первые 30 лет после открытия пенициллина в 1929 году было описано и внедрено в практику более двадцати классов антибиотиков. Это большая проблема для современной медицины, учитывая растущую антибиотикорезистентность микроорганизмов. 

21 января 2020 года в научном журнале Cell опубликовали статью Jonathan M. Stokes и соавт. о новом антибиотике, который нашли с помощью ИИ. 

Исследователи проанализировали нескольких химических библиотек и обнаружили молекулу халицина, которая структурно отличается от обычных антибиотиков. Она проявляла бактерицидную активность в отношении широкого спектра патогенных микроорганизмов, включая Mycobacterium tuberculosis, Enterobacteriaceae, Clostridioides difficile и Acinetobacter baumannii.

Барицитиниб —  пероральный ингибитор JAK1/JAK2-киназ, который использует для лечения ревматоидного артрита. Препарат одобрен в более чем 65 странах мира для лечения взрослых с умеренно или сильно активным РА.

24 июня 2020 года Justin Stebbing и соавт. опубликовали свои исследования с использованием ИИ. Они показали активность барицитиниба в отношении коронавируса. 

С помощью алгоритмов ИИ они предсказали, что данный препарат замедляет размножение вируса в клетке-хозяине. При лечении пациентов с двусторонней пневмонией COVID-19 барицитинибом клиническое и радиологическое выздоровление наступало быстрее. Вирусная нагрузка SARS-COV-2 и уровни IL-6 снижались.

ИИ помогает подбирать комбинированную химиотерапию при онкологических заболеваниях. В одном исследовании успешно определили оптимальную дозу zen-3694 и энзалутамида, используя «CURATE.AI».  Это платформа искусственного интеллекта, созданная Национальным университетом Сингапура с использованием глубокого обучения. Благодаря «CURATE.AI» эффективность и переносимость комбинированного лечения рака повысились (Allan J. Pantuck и соавт., 2018). 

В настоящее время проводится множество исследований, в которых ИИ задействован для поиска новых мишеней для лекарственных средств и синтеза новых молекул.

Так были найдены новые РНК-связывающие белки, которые изменяются при боковом амиотрофическом склерозе (БАС). Bakkar, N и соавт. в 2018 году опубликовали работу, в которой с помощью ИИ (IBM Watson) нашли 5 новых мишеней. Это позволит в дальнейшем разработать новые лекарственные средства, которые ранее не применялись в терапии БАС. 

В 2018 году Фонд Майкла Дж. Фокса (MJFF) и IBM объявили об использовании искусственного интеллекта (ИИ) для изучения болезни Паркинсона и поиска лечения. Сейчас с помощью ИИ проходит тестирование препарата от болезни Паркинсона и Альцгеймера — деубиквитиназы (Fanwei Zeng и соавт., 2019). 

Надеемся, что в скором времени ИИ поможет нам значительно расширить перечень препаратов и справиться с болезнями, которые сейчас считаются неизлечимыми.