Umělá inteligence vyvinula nový lék jen za dva měsíce

TLDR verze: Přesně to, co říká titulek. Dva měsíce, 30 tisíc kandidátů, jeden lék, který byl nakonec otestován na myších. Strojový návrh léčiv udělal krok kupředu – ale zase jej nepovažujte za zázrak. Studie tu.

A farmaceuti nebudou mít co ž*át!

Vývoj léčiva není žádná legrace. Průměrně trvá 10 – 20 let a náklady spojené s jeho identifikací a testováním vychází na obscénních 0,5 – 2,6 miliardy dolarů! Navíc lidé nejsou zrovna tvorové neomylní, mnohdy se tak po letech vývoje může ukázat, že kýžený lék sice kurýruje křivé nohy, ale zároveň umí u zrzků zkřivit i úsměv. A projekt tak jde k šípku.

Nemůžeme se tedy divit, že vědci hledají k syntéze nových léčiv kratší a také levnější cesty. Jednou možností je využívání starých léků v nových rolích. Takhle třeba pár let nazpět český výzkum zjistil, že protialkoholní lék Antabus (pod komerčním názvem) může mít i onkologické využití. Ale s touhle cestou to taky není dokonalé. Přinejlepším jde o znouzectnost.

Jako ideální řešení budoucnosti se proto jeví umělá inteligence pracující na bázi hlubokých generativních modelů. Jednoduše řečeno: AI navrhující léčiva. AI totiž nemají využití jenom u těch podstatných věcí, jako hraní StarCraftu II, ale i ve zbytečnostech, jako je medicína. Prozatím však neexistuje mnoho takto navržených léčiv, u nichž by bylo dosaženo experimentální validace. To se ale brzy nejspíše změní!

Před týdnem totiž vyšla v časopise Nature Biotechnology publikace, v níž celosvětový lídr v oblasti umělé inteligence pro objevování léčiv Insilico Medicine popisuje nový systém. Jmenuje se Generative Tensorial Reinforcement Learning (GENTRL) a v dohledné době by mohl aplikaci strojového návrhu léčiv posunout z laboratoří do… well, jiných laboratoří, které ovšem namísto základního výzkumu pracují na medicínské aplikaci.

Jedna vlaštovka jaro dělá

V čem je tento systém tak unikátní a revoluční? Umělá inteligence GENTRL (najdete ji na GitHubu, #lol) se zaměřuje na proveditelnost syntézy sloučeniny, její účinnost proti danému biologickému cíli a jak výrazně se odlišuje od ostatních molekul v literatuře i patentech. Sloučeniny musí navíc splňovat Lipinského pravidla pěti podle nichž by nově syntetizovaná látka pravděpodobně měla projít buněčnou membránou. V ideálním případě by tak v koncepční fázi mohl snadno nahradit hned několik fází současného, čistě lidmi vedeného návrhu léčiv.

Experimentální část aktuální studie začala tréninkem sítě na databázi komerčně dostupných chemických sloučenin pro virtuální screening (tzv. ZINC) a běžných inhibitorů kináz DDR1. V počátečním výstupu bylo 30 000 struktur. Chemické sloučeniny byly vytřízeny na základě nestability a rozmanitosti a následně bylo náhodně vybráno 40 zástupců. Už tohle je facha, která by stála vztahy, zdraví a rozum nejméně půl tuctu doktorandů, kdyby nebyla řešena strojově.

Stroj: Insilico Medicine

Dalším krokem byla kontrola publikovaných patentů a přihlášek k patentům. Pro experimentální ověření bylo vybráno šest sloučenin. Čtyři sloučeniny byly aktivní v biochemických testech a dvě byly ověřeny v buněčných testech. Nakonec byla u jednoho hlavního zástupce u myší prokázána příznivá farmakokinetika. Jinými slovy: za MÉNĚ NEŽ DVA MĚSÍCE a ZLOMEK nákladů se firmě Insilico Medicine podařilo navrhnout, syntetizovat a experimentálně ověřit molekuly zaměřené na DDR1 kinázu!

Vím, že je teprve úterý, ale tenhle výsledek si zaslouží alespoň jednu symbolickou láhev šáňa! Samozřejmě, nelze vše ani nafukovat – ani strojový návrh léčiv nebude moc vyštudovat, co neexistuje. Jeho možnosti budou omezeny nejen znalostmi biochemie/chemie, ale i přírodními zákony. Léku na smrt nebo léku prodlužujícího penis se asi ani díky této technologii nedočkáme.



Doufám, že vám právě teď kontextová reklama prodává lék na posmrtné prodloužení penisu. 

Nejlepší parťák člověka

Nicméně, dostupné hledání nových léčiv by se přesto v horizontu let mohlo výrazně usnadnit! Opět je tu ale – ani tohle totiž neznamená, že vše půjde lusknutím prstu. Ověřování výsledků AI (ať už umělá inteligence GENTRL nebo nějaké jiné) bude furt práce pro meatbagy, kterým se říká Homo sapiens. A nevyhnutelně někdy AI udělá nějakou chybu, která sice bude sloužit k jejímu dílčímu zlepšení, ale na čas podkopá důvěru ve strojovou farmacii.

Na druhou (třetí?) stranu, je znát, že strojový návrh léčiv má rozhodně co nabídnout. Systémy jako GENTRL můžou objektivně v horizontu let (ač realisticky spíše dekád) zlepšit medicínu nikoliv tím, že obejdou přírodní zákony, ale tím, že pracují rychleji než hala plná vědátorů. Člověk se konečně ve svém chápání světa konečně dočkává tolik vytouženého parťáka – a už teď je vidět, že mu to hodně pálí!

[LV, LL]

Krom zbytečností, jako je medicína, může AI dělat i podstatnější úkony – třeba se chovat JAKO ZVÍŘE:

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