Здоров'я

Insilico Medicine використовує AI для розробки ліків від коронавірусу

Американський стартап Insilico Medicine (Роквілл, Меріленд) застосовує штучний інтелект для пошуку молекулярних сполук, які можна використовувати як основу ліків проти коронавірусу. За чотири дні нейромережа Insilico знайшла тисячі молекулярних сполук для потенційних ліків проти вірусу. Розробники повідомили, що синтезують і протестують 100 найбільш перспективних прототипів ліків, а також створять повну бібліотеку нових молекулярних структур для можливого використання в медицині в майбутньому.

Надзвичайна ситуація, що виникла в світі в зв’язку з поширенням коронавірусу 2019-nCoV, стала відправною точкою для компаній, які працюють в сфері біомедичних технологій, а також фармацевтичних організацій, які намагаються максимально скоротити час на створення вакцин і ліків для боротьби з виникаючими пандеміями. Ідея полягає в тому, щоб знайти і протестувати нові методи лікування, включивши їх в клінічні випробування на людях протягом всього однієї-двох тижнів, а не кількох років. Біотехнологічна компанія Gilead уклала угоду з пекінської лікарнею про термінове тестуванні на людях існуючого противірусного препарату ремдесівір в Ухані, епіцентрі спалаху коронавируса. Керівництво Insilico Medicine повідомило, що в процесі аналізу безлічі варіантів молекулярних сполук було вирішено використовувати фермент – 3C-подібну протеазу – який виконує важливу функцію в розмноженні коронавируса. Insilico обрали саме цю мету частково тому, що вона має схожість з іншими вірусними протеазами, структури яких раніше вже були вивчені і картовані, а також тому, що у компанії був доступ до моделі 3C-подібної протеази 2019-nCoV. Її розробила Зіхе Рао (Zihe Rao), відомий фахівець з структурам вірусних білків з Шанхайського технічного університету.

З 31 січня 2020 року Insilico почала використовувати 28 різних моделей машинного навчання для розробки нових малих молекул, які можуть зв’язуватися з 3C-подібної протеазой і блокувати її розмноження. Деякі моделі ML застосовують генеративно-змагальні мережі (GAN), саме цей тип навчання машин використовується для створення deep fake або інформаційної цифрової фабрикації. В даному випадку, замість створення реалістичних підроблених відео нейромережа генерує нові молекули, які формують правильну структуру для зв’язування з протеазою.

Insilico також використовує ML для фільтрації конструкцій молекул, що створюються GAN. Нейромережа обирає тільки найефективніші варіанти хімічних сполук, відкидаючи ті, які непридатні для створення ліків. Спеціальні фільтри показують, що набір молекул, які генеруються нейромережею, не схожий на вже існуючі структури. Жодна молекула, створена інтелектуальною системою, не збігається з іншою більше, ніж на 70%.

Компанія Insilico опублікувала документ з докладним описом свого дослідження на безкоштовному репозиторії bioRxiv, підтримуваному некомерційним дослідницьким фондом Cold Spring Harbor Laboratory (Лонг-Айленд, Нью-Йорк). В даний час стартап залучив венчурні інвестиції в розмірі 50 млн.доларів. З метою розробки ліків від коронавируса Insilico співпрацює з фармацевтичним гігантом GSK і китайською компанією Jiangsu Chia Tai Fenghai Pharmaceutical.