Umělá inteligence odhaluje příčinu nemocí, a rovnou navrhne i léky

TLDR verze: Umělá inteligence společnosti Deep Genomics objevila mutaci, která způsobuje Wilsonovu chorobu, a rovnou na ni navrhla i lék. Za neuvěřitelných 18 měsíců. Do vašich lékáren lék ale i tak zatím ještě čeká dlouhá cesta. Studie tu. Oznámení tu.

A biotechnologové nebudou mít co žrát

Každého zajímá, jestli jeho šampon náhodou nebyl testován na zvířatech a jestli je jeho oběd cruelty-free, ale co léky? Tisíce nadějných, mladých duší jsou přikurtovány s pipetou v ruce do laboratoře, omámeny vidinou titulu, a pokládají své životy za to, aby identifikovaly původ nemocí a před důchodem třeba ještě našly molekulu, která na to bude fungovat. A ještě to dělají rády. #stopresearchersabuse

Naštěstí díky umělé inteligenci mají i jejich tituly šanci degradovat na položku v CV pracovníka mekdonaldu. Neboť společnost Deep Genomics oznámila, že její AI dokázala identifikovat původ nemoci na molekulární bázi, a navrhnout 12 sloučenin, které by mohly tuto nemoc pomoci vyléčit. A to vše za pouhých 18 měsíců, což je v životě studenta zhruba doba, kdy stihne vyletět z prvních pár zkoušek a možná začít přemýšlet nad bakalářkou.

Ve vší vážnosti, vyvíjení léků je dlouhá, těžká, drahá a velmi často neúspěšná sranda. Dokonce tak, že už má i své pojmenování, záměrně obráceně k Moorovu zákonuEroomův zákon říká, že každých devět let se za stejné množství peněz vyvine poloviční množství nových léků. 

Big i Small Pharma se tak v poslední době začínají obracet na strojové učení a umělou inteligenci o pomoc v identifikaci toho, co by teoreticky stálo za to zkoumat. Stroje už zvládnout vytrénovat vcelku rychle, teď už jen natřídit a přebrat vidlemi algoritmů ty tuny dat.

Exon, svině klouzavá

Wilsonova choroba, na kterou si umělá inteligence posvítila, je genetická choroba, která se dědí recesivně. Pacientům tak úplně nefunguje transport mědi v těle, jak by měl, a ta se jim tak hromadí v játrech a centrální nervové soustavě. Yikes.

Poruchu bylo možné vypátrat na genetické úrovni jako záměnu dvou písmenek v DNA v jednom genu souvisejícího s transportem mědi v buňce. Přesto byli vědci přesvědčení, že to na funkci proteinu jako takového má prd vliv, protože se podle jejich modelů touto mutací prakticky nezměnil.

Umělá inteligence ale odhalila, že ta záměna má vliv na jiný aspekt genetické informace, než jenom její prostě přeložení do proteinové sekvence. (Brace yourselves, molekulární biologie přichází). Předtím, než se informace v DNA stane proteinem, tedy smotaným uzlíčkem aminokyselin, ještě prochází přes RNA. Člověk by řekl, že v zájmu organismu bude tu informaci zachovat co nejvíc tak, jak je, opak je ale pravdou. RNA je stříhána, pak zase slepována, a některé součásti genu jsou zahozeny bez použití.

Předpovědět, kde přesně bude RNA rozstřižená (pro nerdy, kde bude splicing site), je oříšek. AI Deep Genomics ale vypátrala, že přesně ta mutace, která by měla houby vliv na tvar a funkci proteinu, způsobí špatné rozstřižení RNA a zahození funkční části genu. Protein pak nefunguje, jak má, a Wilsonova choroba je na světě.


Myslím, že tahle reklama vám pojištění proti náhlé obsolescenci vašeho oboru nenabízí.

Target locked

Ambice použití AI se ale na identifikaci molekulárního mechanismu Wilsonovy choroby nezastavily. Když totiž víte, jak to (ne)funguje, můžete na nemoc zacílit. A trénink AI na identifikaci molekul, které se narvou do té či oné skulinky porouchaného proteinu, se stává čím dál častěji standardem v in silico (počítačovém) návrhu léčiv.

Deep Genomics tedy identifikovala 12 sloučenin, které by cílily na samotnou molekulární podstatu Wilsonovy choroby. Jednoho kandidáta dokonce vybrala k dalšímu testování – a tady přichází kámen úrazu. Léky musí před svým uvedením na trh a jakýmsi profitem ještě proskočit ohnivými kruhy klinických testů. Jestli je umělá inteligence v návrhu léčiv skutečně lepšejší než její přírodní protějšky, se tedy dozvíme až později.

[TL]

Věděli jste, že umělá inteligence už má i svoji olympiádu? 

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze