От вдувания детям в нос измельченных корок язв оспы в Китае в XV веке до успехов Эдварда Дженнера в 1796 году — развитие вакцинации никогда не шло гладко.
«Когда речь идет о разработке лекарственного препарата, коротких путей не бывает, но можно ускорить части процесса с помощью искусственного интеллекта».
Время — это общий фактор для всех эпох. Несмотря на все достижения в области медицины с момента обнаружения Дженнером вакцины от оспы, на разработку безопасного для общественности препарата у иммунологов уходит более десяти лет. Однако из-за быстрого и легкого распространения современных вирусов благодаря массовым перевозкам и перенаселенности многих городов мира фармацевтическая промышленность нашла методы, которые могут в этом помочь.
Давайте проясним: когда речь идет о разработке лекарственного препарата, коротких путей не бывает, но можно ускорить части процесса с помощью искусственного интеллекта. Это стало особенно актуальным после вспышки COVID-19, поскольку во многих аспектах повседневной жизни нет возможности вернуться к нормальной обстановке до тех пор, пока не будет найдена вакцина.
В последнее время произошел ряд прорывов, в которых искусственный интеллект продемонстрировал, на что он способен. В феврале первый лекарственный препарат, разработанный искусственным интеллектом, вышел на стадию клинических испытаний на человеке. Разработанный компанией Sumitomo Dainippon Pharma* из Японии и Exscientia* из Великобритании препарат DSP-1181 — это лекарство для лиц, страдающих обсессивно-компульсивным расстройством. ИИ использовался для рассмотрения потенциальных соединений и сопоставления их с базой данных. Работа до этапа испытаний на человеке обычно занимает около пяти лет, но с помощью искусственного интеллекта этот срок был сокращен до 12 месяцев.
Примерно в то же время исследователи из Массачусетского технологического института* объявили о нахождении нового мощного препарата с помощью алгоритма машинного обучения. Лабораторные испытания показали, что соединение смогло убить многие опасные бактерии, в том числе те из них, которые ранее были устойчивы ко всем известным антибиотикам. Обнаружившие это ученые решили дать соединению название «Халицин» в честь сентиментального компьютера из фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года».
Большинство антибиотиков, разработанных в последние несколько десятилетий, были вариантами на основе существующие лекарств, а не полностью новыми лекарствами. Однако эта новая компьютерная модель, которая может за несколько дней проверить более ста миллионов соединений, уже выявила ряд других потенциальных соединений, которые пройдут дополнительные испытания.
В 2019 году искусственный интеллект был использован для разработки препарата, усиливающего вакцину против гриппа. Исследователи из университета Флиндерса (Австралия) использовали компьютерную программу Search Algorithm for Ligands* (SAM), чтобы определить, что происходит в тех случаях, когда существующие лекарства используются наряду с вакциной против гриппа. Сам вирус гриппа постоянно мутирует, в связи с чем сложно произвести эффективную на 100% вакцину. Однако считается, что такие системы искусственного интеллекта, как SAM, могут помочь в поиске лекарств, которые защитят от будущих штаммов.
Но что насчет вакцины против коронавируса — самой крупной проблемы, стоящей сегодня перед миром? ИИ использует в работе существующие наборы данных. Несмотря на то что COVID-19 показывает сходство с SARS, тот факт, что он является новым вирусом, означает, что впереди еще много работы, пока об этом вирусе не станет известно столько же, сколько мы знаем о других вирусах.
К счастью, научное сообщество работает круглосуточно, чтобы больше узнать о вирусе, и с начала этого года опубликованы тысячи документов и статей, имеющих отношение к пандемии. Это само по себе является проблемой, но здесь на помощь приходит искусственный интеллект .
Институт искусственного интеллекта Пола Аллена* создал CORD-19 — ресурс, содержащий более 130 000 научных публикаций ведущих исследовательских групп о коронавирусе. Эта коллекция материалов, находящаяся в свободном доступе, ежедневно пополняется и реализована в формате, пригодном для машинного чтения, чтобы исследователям было легче находить релевантную для их работы информацию.
В условиях, когда во многих частях мира все еще действует карантин и различные санитарные меры влияют на жизнь и благополучие, приветствуется любая помощь, которую технологии могут оказать в ускорении поиска вакцины.
Это может существенно повлиять и на разработку лекарств в будущем. Ускоряя работу на ранних этапах исследований, искусственный интеллект может помочь иммунологам в создании предварительных версий вакцин, которые будут считаться перспективными кандидатами еще до проведения клинических испытаний. Это позволит оптимизировать весь процесс и сократить время ожидания, что в долгосрочной перспективе будет означать спасение больших жизней.
Возможно, еще придется некоторое время ждать обнаружения эффективной вакцины против COVID-19 (если она вообще будет найдена), но благодаря искусственному интеллекту больше не потребуется прибегать к средневековым методам.
*Другие наименования и товарные знаки являются собственностью своих законных владельцев