Sem stendur hefur notkun gervigreindar til að taka þátt í uppgötvun og hönnun nýrra lyfja orðið heit braut fyrir nýjar lyfjarannsóknir og þróun. Einu sinni notaði Massachusetts Institute of Technology gervigreindartækni til að uppgötva nýtt sýklalyf - Halicin (Halicin). Sýklalyfið sýndi sterkustu sýklalyfjaáhrif sögunnar og í gegnum sjálfstætt nám og greiningu á gervigreindarlíkaninu skimaði það með góðum árangri fyrir sameindum með framúrskarandi hömlun á bakteríuvexti. Með djúpu námi á 2,000 þekktum andasameindum, uppgötvaði gervigreind líkanið ekki aðeins nýja sýklalyfjaeiginleika, heldur skimaði það líka nákvæmlega út mjög áhrifaríkt sýklalyf í ofurstóru vörusafni.
▲Samborið við önnur örverueyðandi lyf, hver eru einkenni nýju lyfjanna sem AI uppgötvaði?
Sýklalyfið halisín hefur öflug bakteríudrepandi áhrif á bakteríur sem hafa þróað ónæmi á markaði og veldur ekki nýju ónæmi. Í samanburði við hefðbundnar sannprófunaraðferðir er skimunarhraði með gervigreindum gerðum mjög hraður, sem dregur verulega úr kostnaði. Athyglisvert er að Halisin sýndi eiginleika sem mannvísindamenn hafa ekki skilið áður, uppgötvun sem varpar nýju ljósi á sviði sýklalyfjarannsókna. Hins vegar er eðli þessa eiginleika enn óþekkt og ekkert skýrt svar er að finna jafnvel í þjálfun gervigreindarlíkana. Þessar rannsóknarniðurstöður sýna að beiting gervigreindar á sviði lyfjauppgötvunar hefur farið út fyrir takmarkanir hefðbundinna mannlegra aðferða.
Gervigreind hefur leitt til skilvirkara, hagkvæmara og nýstárlegra lyfjauppgötvunarferlis við uppgötvun lyfja. Þetta yfirgengi endurspeglast fyrst og fremst í hraða þróunar, hagkvæmni og nýjum skilningi á eiginleikum lyfsins. Til dæmis geta gervigreind líkön skimað hugsanlega lyfjaframbjóðendur á hraðari og skilvirkari hátt, sem styttir verulega tímaramma lyfjauppgötvunar samanborið við hefðbundnar sannprófunaraðferðir. Nýting gervigreindarlíkana fyrir lyfjaskimun dregur verulega úr kostnaði við rannsóknir og þróun og er hagkvæmari en hefðbundnar aðferðir. Gervigreindarlíkön hafa sýnt fram á getu til að sýna áður óskiljanlega eiginleika lyfja sem erfitt getur verið að greina í hefðbundnum rannsóknaraðferðum og veita þannig nýstárlegri leiðbeiningar um þróun nýrra lyfja.
▲Hvers vegna er það kallað Halicin, undarlegt nafn?
Upprunalegt nafn Halicin hefur í raun aðeins einn kóða, sem kallast SU-3327, sem er í raun bara tilraunalyf, eða frumgerð lyfsins. Það var upphaflega rannsakað til að meðhöndla sykursýki, en vegna lélegra prófaniðurstaðna hefur notkunarþróun efnasambandsins lengi verið hætt og er aðeins notað sem tilraunalyf. Síðar komu gervigreindarlíkön (AI) í ljós að halisín hefur sýklalyfjaeiginleika gegn ýmsum bakteríum. Og af þessu var það opinberlega nefnt. Nafn þess, "Halicin", er tilvísun í Hal, skáldað gervigreindarkerfi árið 2001: A Space Odyssey.
"2001: A Space Odyssey" er klassísk vísindaskáldskaparmynd og hún gegnir lykilhlutverki í sögu vísindaskáldsagnamynda og er talin vera einn af tímamótum vísindaskáldsagnamynda. Kvikmyndin, sem er þekkt fyrir nýstárlegt myndefni, tónlist og frásagnir, setur markið hátt fyrir framtíðar sci-fi kvikmyndir. Það sýnir alheim fullan af dulúð og undrun, sem gerir áhorfendum kleift að hugsa djúpt um framtíð mannkyns og þróun vísinda og tækni. Það hefur orðið hluti af alþjóðlegri vísindamenningu og hefur haft mikil áhrif á framtíðar vísindakvikmyndir og sjónvarpsþætti.
▲Hver eru sérstök áhrif þess og horfur?
Þegar halisín var fyrst uppgötvað notuðu vísindamenn tölvudjúpnámsaðferðir til að ákvarða að halisín gæti verið breiðvirkt sýklalyf. Þessi möguleiki var staðfestur með in vitro frumuræktunarprófum og in vivo tilraunum á músum, sem sýndu virkni gegn fjölda lyfjaónæmra stofna, þar á meðal Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii og Mycobacterium tuberculosis. Verkunarháttur þess felur í sér bindingu járns í bakteríufrumum og truflar þar með getu þess til að stjórna pH jafnvægi á frumuhimnum. Fyrstu rannsóknir benda til þess að halisín geti drepið bakteríur með því að trufla getu þeirra til að viðhalda rafefnafræðilegum halla á frumuhimnum. Þessi verkunarmáti er ólíkur flestum sýklalyfjum og getur gert bakteríum erfitt fyrir að þróa ónæmi. Á heildina litið hefur halisín sýnt fram á möguleika sem sýklalyf, sérstaklega fyrir sumar bakteríur sem hafa þróað ónæmi fyrir hefðbundnum lyfjum.
Hins vegar var fyrst tilkynnt um þetta nýja lyf árið 2019, en enn eru engar fréttir af nýju lyfi eða neinar uppfærslur, sem gætu hafa lent í erfiðleikum við síðari ný lyfjarannsóknir og þróun. Það eru tvær ástæður fyrir upphaflegum grunsemdum: Í fyrsta lagi geta ófullnægjandi niðurstöður klínískra rannsókna við þróun nýrra lyfja stafað af því að fyrstu rannsóknirnar hafa ekki sýnt að fullu virkni eða öryggi lyfsins. Í þessu tilviki gæti R&D teymið þurft að endurmeta hæfi lyfsins og gera ráðstafanir til að breyta eða hagræða því. Á hinn bóginn eru öryggis- og eiturhrifamál einnig mikilvægt atriði og ný lyf þurfa að standast strangt mat á eiturhrifum og öryggi áður en þau eru sett á markað. Ef skaðleg öryggisvandamál eða eiturverkanir koma í ljós meðan á þróunarferlinu stendur, gæti þurft frekari rannsóknir og breytingar til að tryggja öryggi lyfsins fyrir sjúklinga.
▲ Samantekt
Í stuttu máli hafa vélar mikla möguleika í uppgötvun fíkniefna, sérstaklega þegar þeir fást við flóknar upplýsingar. Með djúpu námi geta vélar fljótt fundið mynstur og flýtt fyrir uppgötvun nýrra lyfja. Í öðru lagi er samvinna lykilatriði. Ofurteymi tölvu-, líf- og lyfjasérfræðinga er lykillinn að því að nota gervigreind með góðum árangri til að þróa ný lyf. Þetta samstarf sigrar hefðbundnar R&D áskoranir og bætir skilvirkni. Velgengni vélarinnar segir okkur líka að gögn skipta sköpum. Stór gögn og djúpt nám gera okkur kleift að hafa nákvæmari skilning á áhrifum lyfja og hanna lyf á markvissari hátt. Á heildina litið gerir gervigreind þróun nýrra lyfja skilvirkari og færir lækningasviðinu nýja möguleika. Með því að bæta við öflugri gervigreind er framtíð uppgötvunar vélfæralyfja við það að verða að veruleika.