A prima scuperta di droghe AI: i robot ponu aiutà i scientifichi à scopre novi droghe farmaceutiche?

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  Quantumrun Foresight
• August 22, 2022

Riassuntu insight

I costi elevati è i tassi di fallimentu in u sviluppu tradiziunale di droghe spingenu l'imprese farmaceutiche à investisce in tecnulugia di intelligenza artificiale (AI) per rinfurzà l'efficienza di a ricerca è i costi più bassi. L'IA trasforma l'industria identificendu rapidamente novi miri di droghe è attivendu trattamenti persunalizati. Stu cambiamentu versu l'IA sta rimodulendu u paisaghju farmaceuticu, da i cambiamenti di i bisogni di u travagliu per i chimichi à i dibattiti nantu à i diritti di pruprietà intellettuale di l'IA.

U primu cuntestu di scuperta di droghe AI

U prughjettu tipicu di sviluppu di droghe custa 2.6 miliardi USD. A pressione hè alta per i scientisti, postu chì 9 di 10 terapie candidate ùn ghjunghjenu micca l'appruvazioni regulatori. In u risultatu, e cumpagnie farmaceutiche investenu in modu aggressivu in piattaforme AI durante l'anni 2020 per aumentà l'efficacità di a ricerca mentre riduce i costi. 

Diversi tecnulugii AI sò aduprati in a scuperta di droghe, cumprese l'apprendimentu machine (ML), l'elaborazione di a lingua naturale (NLP) è a visione di l'informatica. ML analizà e dati da diverse fonti, cumprese a literatura scientifica, i prucessi clinichi è i registri di i pazienti. Questa infurmazione pò esse usata per identificà mudelli chì ponu suggerisce novi miri di droga o portanu à u sviluppu di trattamenti più efficaci. NLP, un mudellu predittivu basatu in lingua, hè utilizatu per minà e dati da a literatura scientifica, chì ponu mette in risaltu novi modi chì e droghe esistenti puderanu esse sviluppate. Infine, a visione di l'informatica analizeghja l'imaghjini di e cellule è i tessuti, chì ponu identificà cambiamenti assuciati à e malatie.

Un esempiu di una cumpagnia farmaceutica chì usa AI per sviluppà novi droghe hè Pfizer, chì utilizeghja IBM Watson, un sistema ML chì pò ricercà estensivamente i medicini immuno-oncologici. Intantu, Sanofi, basatu in Francia, hà assuciatu cù a startup britannica Exscientia per creà una piattaforma AI per circà e terapie per e malatie metaboliche. A cumpagnia svizzera Roche, filiale Genentech, utilizeghja un sistema AI da GNS Healthcare basatu in i Stati Uniti per guidà a ricerca di trattamenti di cancro. In Cina, a startup biotecnologica Meta Pharmaceuticals hà assicuratu un finanziamentu di sementi di $ 15 milioni di USD per sviluppà trattamenti di malatie autoimmune cù AI. A cumpagnia hè stata incubata da una altra cumpagnia di scuperta di droga assistita da AI, Xtalpi.

Impact disruptive

Forse l'applicazione più pratica di a scuperta di a prima droga AI hè stata u sviluppu di a prima droga terapeutica per COVID-19, una medicazione antivirale chjamata Remdesivir. A droga hè stata inizialmente identificata cum'è un trattamentu pussibule per u virus da i circadori di Gilead Sciences, una sucietà di biotecnologia in California, utilizendu AI. A cumpagnia hà utilizatu un algoritmu per analizà e dati da a basa di dati GenBank, chì cuntene infurmazioni nantu à tutte e sequenze di DNA publicamente dispunibili.

Questu algoritmu hà identificatu dui pussibuli candidati, chì Gilead Sciences hà sintetizatu è pruvatu contru u virus COVID-19 in un platu di laboratoriu. I dui candidati sò stati trovati efficaci contr'à u virus. Unu di sti candidati hè statu sceltu per u sviluppu è a prova in animali è umani. Remdesivir hè statu ultimamente truvatu per esse sicuru è efficace, è hè statu appruvatu per l'usu da a Food and Drug Administration (FDA) di i Stati Uniti.

Da tandu, e cumpagnie è l'urganisazioni anu cullaburatu per truvà più trattamenti COVID-19 utilizendu sistemi AI. In u 2021, 10 cumpagnie s'uniscenu per creà IMPECCABLE (Pipeline di Modellazione Integrata per a Cura di COVID per Assessing Better Leads). Queste urganisazioni include Rutgers University, University College London, u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti, Leibniz Supercomputing Center è NVIDIA Corporation.

U prugettu hè un pipeline di simulazione AI chì prumette di accelerà u screening di potenziali candidati à a droga COVID-19 50,000 volte più veloce di i metudi attuali. IMPECCABLE combina diversi processi di dati, mudelli è simulazioni basati in fisica, è tecnulugia ML per creà una IA chì usa mudelli in dati per custruisce mudelli predittivi. A cuntrariu di u metudu tipicu, induve i scientisti anu da pensà cun cura è sviluppà molécule basate nantu à a so cunniscenza, sta pipeline permette à i circadori di scuperta automaticamente un gran numaru di sustanzi chimichi, aumentendu dramaticamente a probabilità di truvà un candidatu prubabile.

Implicazioni di a scuperta di a prima droga AI

Implicazioni più larghe di l'adopzione di l'industria di e metodologie di scuperta di droghe AI-first ponu include: 

• Piattaforme di IA chì assumenu compiti tradizionalmente trattati da chimichi in prima carriera, chì necessitanu questi prufessiunali per acquistà novi cumpetenze o cambià percorsi di carriera.
• Grandi cumpagnie farmaceutiche chì impieganu scientisti robotichi per scouring vaste dati genetichi, di malatie è di trattamentu, accelerà u sviluppu di a terapia.
• Un aumentu di partenarii trà startups biotecnologichi è cumpagnie farmaceutiche stabilite per a scuperta di droghe assistita da AI, attraendu più investimenti da entità sanitarie.
• A facilitazione di trattamenti medichi adattati per individui cù caratteristiche biologiche uniche, in particulare quelli cù disordini autoimmune pocu cumuni.
• Intensificate discussioni regulatori nantu à i diritti di pruprietà intellettuale di l'AI in i scuperte di droghe è a responsabilità per l'errori legati à l'AI in u settore farmaceuticu.
• L'industria di a salute hà sperimentatu riduzzione significativa di i costi in u sviluppu di droghe, chì permettenu i prezzi di i medicazione più assequibili per i cunsumatori.
• A dinamica di l'impieghi in u settore farmaceuticu cambia, cun enfasi in a scienza di i dati è l'expertise AI sopra a cunniscenza farmaceutica tradiziunale.
• Potenziale per i risultati di salute glubale migliurati per via di prucessi di scuperta di droghe più veloci è più efficaci, in particulare in i paesi in via di sviluppu.
• I guverni possibbilmente promulganu pulitiche per assicurà un accessu equitativu à i medicazione scuperta da l'IA, prevenendu monopoli è favurendu benefici per a salute più largu.
• A diminuzione di l'impatti ambientali cum'è a scuperta di droghe guidata da AI riduce a necessità di esperimenti è prucessi di laboratoriu intensivi di risorse.

Dumande da cunsiderà

• Cumu altrimenti pensate chì a scuperta di a prima droga AI cambierà l'assistenza sanitaria?
• Chì ponu fà i guverni per regulà i sviluppi di droghe di primura AI, in particulare i prezzi è l'accessibilità?