Chleachd AI gus moileciuil dhrogaichean a chruthachadh a dh’ fhaodadh cuir an-aghaidh fibrosis

Tha cruthachadh dhrogaichean meidigeach ùra na phròiseas iom-fhillte a bheir bliadhnaichean de rannsachadh agus billeanan dolar. Ach tha e cuideachd na thasgadh cudromach ri dhèanamh airson slàinte dhaoine. Dh’ fhaodadh fiosrachadh fuadain lorg dhrogaichean ùra a dhèanamh nas fhasa agus gu math nas luaithe ma tha obair ùr Insilico Medicine a’ leantainn air adhart a’ dèanamh adhartas. Mar a chaidh aithris le SingularityHub, tha an tòiseachaidh AI air AI a chleachdadh o chionn ghoirid gus moileciuil a dhealbhadh a dh’ fhaodadh cuir an-aghaidh fibrosis.

Leis cho iom-fhillte agus cho fada ‘s a tha am pròiseas gus moileciuilean ùra a lorg airson droga, tha luchd-saidheans agus innleadairean an-còmhnaidh a’ coimhead airson dòighean air a luathachadh. Chan eil am beachd a bhith a’ cleachdadh choimpiutairean gus drogaichean ùra a lorg dad ùr, leis gu bheil am bun-bheachd air a bhith ann airson deicheadan. Ach, tha adhartas air an aghaidh seo air a bhith slaodach, le innleadairean a’ strì gus na h-algorithms ceart a lorg airson cruthachadh dhrogaichean.

Tha ionnsachadh domhainn air tòiseachadh a’ dèanamh lorg dhrogaichean air a stiùireadh le AI nas so-dhèanta, le companaidhean cungaidh-leigheis a’ tasgadh gu mòr ann an tòiseachadh AI thar nam beagan bhliadhnaichean a dh’ fhalbh. Chaidh aig aon chompanaidh air AI a chleachdadh gus moileciuil a dhealbhadh a dh’ fhaodadh cuir an-aghaidh fibrosis, a’ toirt dìreach 46 latha airson bruadar a dhèanamh air moileciuil a tha coltach ri drogaichean teirpeach. Chuir Insilco Medicine dà dhòigh ionnsachaidh domhainn eadar-dhealaichte còmhla gus an toradh seo a choileanadh: ionnsachadh ath-neartachaidh agus lìonraidhean nàimhdeil ginealach (GANs).

Ionnsachadh ath-neartachaidh Is e dòigh ionnsachaidh inneal a th’ ann a tha a’ brosnachadh a’ mhodail ionnsachaidh inneal gus co-dhùnaidhean sònraichte a dhèanamh le bhith a’ toirt fios air ais don lìonra a bhios a’ togail cuid de fhreagairtean. Faodar am modail a pheanasachadh airson roghainnean neo-mhiannach a dhèanamh no duais a thoirt dha airson roghainnean ion-mhiannaichte a dhèanamh. Le bhith a’ cleachdadh measgachadh de dhaingneachadh àicheil is dearbhach tha am modail air a stiùireadh gu bhith a’ dèanamh cho-dhùnaidhean a thathar ag iarraidh, agus gluaisidh e gu bhith a’ dèanamh cho-dhùnaidhean a lughdaicheas peanas agus a bheir an duais as àirde.

Aig an aon àm, lìonraidhean nàimhdeil ginealach tha iad “nàimhdeil” leis gu bheil iad air an dèanamh suas de dhà lìonra neòil eadar-dhealaichte air an cur an aghaidh a chèile. Tha an dà lìonra a’ faighinn eisimpleirean de stuthan airson trèanadh orra, gu tric ìomhaighean. Is e obair aon lìonra rud meallta a chruthachadh, rudeigin a tha coltach gu leòr ris an fhìor nì gus am faodar a mheasgachadh airson an fhìor artaigil. Is e obair an dàrna lìonra nithean meallta a lorg. Bidh an dà lìonra a’ feuchainn ri bhith nas fheàrr na an lìonra eile, agus leis gu bheil iad le chèile ag àrdachadh an coileanadh gus faighinn thairis air an lìonra eile, tha an rèis armachd brìgheil seo a’ leantainn gu modal meallta a’ gineadh nithean a tha cha mhòr eadar-dhealaichte bhon fhìor rud.

Le bhith a’ cothlamadh an dà chuid GANS agus algoirmean ionnsachaidh ath-neartachaidh, bha e comasach don luchd-rannsachaidh na modailean aca a thoirt gu buil moileciuilean dhrogaichean ùra a bha gu math coltach ri drogaichean teirpeach a th’ ann mar-thà.

Chaidh toraidhean deuchainnean Insilico Medicine le lorg dhrogaichean AI fhoillseachadh o chionn ghoirid anns an iris Nature Biotechnology. Anns a’ phàipear, tha an luchd-rannsachaidh a’ beachdachadh air mar a chaidh na modalan ionnsachaidh domhainn a thrèanadh. Ghabh an luchd-rannsachaidh riochdachaidhean de mholacilean a chaidh a chleachdadh mar-thà ann an drogaichean gus pròtanan a tha an sàs ann am fibrosis sgamhain idiopathic no IPF a làimhseachadh. Chaidh na moileciuilean sin a chleachdadh mar bhunait airson trèanadh agus bha na modailean còmhla comasach air timcheall air 30,000 moileciuil dhrogaichean a ghineadh.

An uairsin rèitich an luchd-rannsachaidh tro na 30000 moileciuil tagraiche agus thagh iad na sia moileciuilean as gealltanach airson deuchainn obair-lann. Chaidh na sia luchd-crìochnachaidh sin a cho-chur san obair-lann agus an cleachdadh ann an sreath de dheuchainnean a bha a’ cumail sùil air an comas a bhith ag amas air pròtain IPF. Bha coltas gu robh aon mholacile gu sònraichte gealltanach, leis gun tug e seachad an seòrsa toraidhean a thathar ag iarraidh ann an droga meidigeach.

Tha e cudromach cuimhneachadh gu bheil an droga fibrosis air a chuimseachadh san deuchainn air a bhith air a sgrùdadh gu mòr mar-thà, le grunn dhrogaichean èifeachdach ann mar-thà air a shon. B’ urrainn don luchd-rannsachaidh iomradh a thoirt air na drogaichean sin, agus thug seo cothrom don sgioba rannsachaidh leis gu robh tòrr dàta aca airson na modalan aca a thrèanadh. Chan eil seo fìor airson mòran ghalaran eile, agus mar thoradh air an sin, tha beàrn nas motha ri dhùnadh air na leigheasan sin.

Is e fìrinn chudromach eile nach bi modal leasachadh dhrogaichean gnàthach a’ chompanaidh a ’dèiligeadh ach ris a’ phròiseas lorg tùsail, agus gum feum na moileciuilean a chruthaich am modail aca fhathast mòran tweaks agus optimizations mus gabhadh na moileciuilean a chleachdadh airson deuchainnean clionaigeach.

A rèir Wired, Tha Ceannard Insilico Medicine, Alex Zharvornokov, ag aideachadh nach eil an droga aca air a stiùireadh le AI deiseil airson cleachdadh làraich, leis an sgrùdadh làithreach dìreach mar dhearbhadh air bun-bheachd. B’ e amas an deuchainn seo faicinn dè cho luath sa ghabhadh droga a dhealbhadh le taic bho shiostaman AI. Ach, tha Zhavornokov a’ toirt fa-near gun robh an luchd-rannsachaidh comasach air moileciuil a dh’ fhaodadh a bhith feumail a dhealbhadh fada nas luaithe na dh’ fhaodadh iad a bhith nam biodh iad air dòighean lorg dhrogaichean cunbhalach a chleachdadh.

A dh’ aindeoin na h-uamhasan, tha rannsachadh Insilico Medicine fhathast a’ riochdachadh adhartas sònraichte ann an cleachdadh AI gus drogaichean ùra a chruthachadh. Dh’ fhaodadh ùrachadh nan dòighean a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh an ùine a dh’ fheumar gus droga ùr a leasachadh a ghiorrachadh gu mòr. Dh’ fhaodadh seo a bhith gu sònraichte feumail ann an àm far a bheil bacteria a tha an aghaidh antibiotic a’ dol am meud agus mòran dhrogaichean a bha èifeachdach roimhe a’ call an comas.