Генератыўны дызайн антыцелаў: калі AI сустракаецца з ДНК

• аўтар:
• імя аўтара

  Quantumrun Foresight
• Верасень 7, 2023

Кароткі агляд

Распрацоўка антыцелаў з выкарыстаннем генератыўнага штучнага інтэлекту (AI) для стварэння новых антыцелаў, якія пераўзыходзяць традыцыйныя, можа паскорыць і знізіць кошт распрацоўкі тэрапеўтычных антыцелаў. Гэты прарыў можа зрабіць магчымым персаналізаванае лячэнне і патэнцыйна палепшыць медыцынскія вынікі, адначасова павысіўшы эканамічную прадукцыйнасць за кошт зніжэння цяжару хвароб. Тым не менш, такія дасягненні звязаны з праблемамі, у тым ліку перамяшчэннем з працы, праблемамі прыватнасці даных і этычнымі дэбатамі аб доступе да персаналізаванага лячэння.

Генератыўны кантэкст дызайну антыцелаў

Антыцелы - гэта ахоўныя бялкі, створаныя нашай імуннай сістэмай, якія ліквідуюць шкодныя рэчывы, звязваючыся з імі. Антыцелы часта выкарыстоўваюцца ў тэрапеўтычных мэтах з-за іх унікальных характарыстык, уключаючы зніжэнне імунагенных рэакцый і павышаную спецыфічнасць да мэтавых антыгенаў. Пачатковы этап распрацоўкі прэпарата з антыцеламі ўключае ідэнтыфікацыю галоўнай малекулы. 

Гэтую малекулу звычайна выяўляюць шляхам скрынінга шырокіх бібліятэк разнастайных варыянтаў антыцелаў супраць пэўнага антыгена-мішэні, што можа заняць шмат часу. Далейшае развіццё малекулы - таксама працяглы працэс. Такім чынам, вельмі важна распрацаваць больш хуткія метады распрацоўкі лекаў з антыцеламі.

Кампанія Absci Corp, якая базуецца ў Нью-Ёрку і Вашынгтоне, зрабіла прарыў у 2023 годзе, калі выкарыстала генератыўную мадэль штучнага інтэлекту для распрацоўкі новых антыцелаў, якія мацней звязваюцца са спецыфічным рэцэптарам HER2, чым традыцыйныя тэрапеўтычныя антыцелы. Цікава, што гэты праект пачаўся з выдалення ўсіх існуючых дадзеных аб антыцелах, не даючы ШІ проста дубляваць вядомыя эфектыўныя антыцелы. 

Антыцелы, распрацаваныя сістэмай штучнага інтэлекту Absci, былі адметнымі, без вядомых аналагаў, што падкрэслівала іх навізну. Гэтыя антыцелы, распрацаваныя штучным інтэлектам, таксама атрымалі высокую ацэнку «натуральнасці», што сведчыць пра лёгкасць распрацоўкі і магчымасць выклікаць надзейныя імунныя рэакцыі. Гэта піянерскае выкарыстанне штучнага інтэлекту для распрацоўкі антыцелаў, якія функцыянуюць гэтак жа добра або лепш, чым створаныя нашым арганізмам, можа значна скараціць час і выдаткі на распрацоўку тэрапеўтычных антыцелаў.

Разбуральнае ўздзеянне

Дызайн генератыўных антыцелаў мае вялікія перспектывы для будучыні медыцыны, асабліва для персаналізаванага лячэння. Паколькі імунная рэакцыя кожнага чалавека можа істотна адрознівацца, з дапамогай гэтай тэхналогіі становіцца магчымым стварэнне індывідуальных метадаў лячэння з улікам спецыфічных імунных характарыстык чалавека. Напрыклад, даследчыкі могуць распрацаваць пэўныя антыцелы, якія звязваюцца з унікальнымі ракавымі клеткамі пацыента, забяспечваючы індывідуальны план лячэння. 

Распрацоўка традыцыйных лекаў - гэта дарагі, працаёмкі працэс з высокім узроўнем адмоваў. Generative AI можа паскорыць працэс, хутка выяўляючы патэнцыйных кандыдатаў на антыцелы, значна скарачаючы выдаткі і патэнцыйна павялічваючы ўзровень поспеху. Акрамя таго, антыцелы, распрацаваныя штучным інтэлектам, можна мадыфікаваць і хутчэй адаптаваць у адказ на любую рэзістэнтнасць, якую выпрацоўваюць узбуджальнікі-мішэні. Такая спрытнасць мае жыццёва важнае значэнне ў барацьбе з хваробамі, якія хутка развіваюцца, што было засведчана падчас пандэміі COVID-19.

Для ўрадаў выкарыстанне генератыўнага штучнага інтэлекту ў распрацоўцы антыцелаў можа паўплываць на здароўе насельніцтва. Гэта можа не толькі паскорыць рэагаванне на крызісы ў галіне аховы здароўя, але і зрабіць ахову здароўя больш даступнай. Традыцыйна многія новыя лекі занадта дарагія з-за высокіх выдаткаў на распрацоўку і неабходнасці акупляць свае інвестыцыі фармацэўтычным кампаніям. Аднак калі штучны інтэлект можа знізіць гэтыя выдаткі і паскорыць тэрміны распрацоўкі лекаў, эканомія можа быць перададзена пацыентам, што зробіць новыя метады лячэння больш даступнымі. Больш за тое, хуткае рэагаванне на новыя пагрозы здароўю можа істотна паменшыць іх уздзеянне на грамадства, умацаванне нацыянальнай бяспекі.

Наступствы генератыўнага дызайну антыцелаў

Больш шырокія наступствы распрацоўкі генератыўных антыцелаў могуць уключаць: 

• Асобы атрымліваюць доступ да персаналізаванага лячэння, што прыводзіць да паляпшэння вынікаў аховы здароўя і чаканай працягласці жыцця.
• Пастаўшчыкі медыцынскага страхавання зніжаюць стаўкі ўзносаў з-за больш эканамічна эфектыўных метадаў лячэння і лепшых вынікаў для здароўя.
• Зніжэнне сацыяльнага цяжару хвароб, што вядзе да павышэння прадукцыйнасці і эканамічнага росту.
• Стварэнне новых працоўных месцаў і прафесій, арыентаваных на стыку штучнага інтэлекту, біялогіі і медыцыны, што спрыяе дыверсіфікацыі рынку працы.
• Урады лепш падрыхтаваныя для рэагавання на біялагічныя пагрозы або пандэміі, што вядзе да павышэння нацыянальнай бяспекі і ўстойлівасці грамадства.
• Фармацэўтычныя кампаніі пераходзяць на больш устойлівыя і эфектыўныя даследчыя практыкі з-за зніжэння колькасці выпрабаванняў на жывёл і спажывання рэсурсаў.
• Універсітэты і навучальныя ўстановы адаптуюць навучальныя праграмы для ўключэння штучнага інтэлекту і распрацоўкі антыцелаў, выхоўваючы новае пакаленне міждысцыплінарных навукоўцаў.
• Рызыкі, звязаныя з канфідэнцыяльнасцю і бяспекай даных, паколькі для персаналізаванага распрацоўкі антыцелаў патрабуецца больш даных пра здароўе і генетыкі.
• Палітычныя і этычныя наступствы, звязаныя з доступам да персаналізаванага лячэння, выклікаюць дэбаты аб роўнасці і справядлівасці аховы здароўя.

Пытанні для разгляду

• Калі вы працуеце ў сферы аховы здароўя, як яшчэ можа генератыўны дызайн антыцелаў палепшыць вынікі лячэння пацыентаў?
• Як урады і даследчыкі могуць працаваць разам, каб павялічыць перавагі гэтай тэхналогіі?