Jak umělá inteligence pomáhá s vývojem léčiv?

Dlouhá cesta od nápadu k léčivu

Vývoj léčiv je drahá, neefektivní záležitost plná rizik a selhání. Odhadem až 86 % kandidátních léčiv vyvinutých v letech 2000–2015 nedosáhlo svého nastaveného cíle. Použití umělé inteligence (AI) by mohlo tento proces podstatně vylepšit, zrychlit a zlevnit. A pravděpodobně také umožnit vývoj více zcela nových molekul – prvních svého druhu (first-in-class). V současnosti se v různých fázích klinického výzkumu nachází řada molekul vyvinutých s pomocí technik AI a strojového učení. Předběžné výsledky zatím vypadají slibně.

Léky na častá i vzácná onemocnění

Některé z biofarmaceutických start-upů využívají AI pro navrhování nových molekul. Ve studiích fáze I–II se nacházejí např. nízkomolekulární inhibitory cílící na nádorová onemocnění, idiopatickou plicní fibrózu, atopickou dermatitidu, ulcerózní kolitidu a další zánětlivá a autoimunitní onemocnění. V preklinickém vývoji jsou i další léčiva navržená umělou inteligencí, např. proti tuberkulóze, malárii či onemocnění COVID-19.

Jak se dostat do cíle rychleji

V lednu 2023 oznámila společnost Insilico Medicine pozitivní výsledky své studie fáze I, ve které testovala bezpečnost a farmakokinetiku nízkomolekulárního inhibitoru INS018_055 určeného pro léčbu idiopatické plicní fibrózy, devastujícího onemocnění, při kterém dochází k jizvení plicní tkáně. Jedná se o první molekulu navrženou umělou inteligencí poté, co identifikovala nový cílový protein. V červnu 2023 regulační autorita FDA schválila postup molekuly do dvojitě zaslepené placebem kontrolované studie fáze II, které by se mělo zúčastnit celkem 60 dospělých pacientů. Ohromující je zejména zrychlení procesu, které AI umožnila – na klinickém vývoji INS018_055 se začalo pracovat teprve v únoru 2021.

Šikovní chytří pomocníci

Generativní AI se však dá využít nejen pro návrhy určité molekuly, ale také pro předpověď, jaká skupina pacientů bude na léčbu touto molekulou nejlépe odpovídat a proč. V praxi by s využitím AI mělo být možné provést rozsáhlé analýzy genomu, transkriptomu a proteomu, a na jejich základě nalézt biomarkery určující pravděpodobnost odpovědi na léčbu.

Americký biofarmaceutický start-up Recursion používá AI pro analýzu dat z milionů experimentů a miliard snímků z mikroskopu, které jeho laboratoř generuje s pomocí robotů. Tato společnost má v klinických studiích fáze II a III nízkomolekulární léčiva cílící na geneticky daná onkologická a vzácná onemocnění, např. familiální adenomatózní polypózu či neurofibromatózu typu 2. Zakladatel společnosti Chris Gibson přirovnává svoji platformu ke Google mapám pro biologii. „Biologie a chemie jsou tak rozsáhlé a komplexní. Cílem není najít úplně všechno. Cílem je najít něco opravdu dobrého a rozvinout to,“ dodává. Zatím se zdá, že s pomocí umělé inteligence se to docela dobře daří.

(este)

Zdroje:
1. Arnold C. Inside the nascent industry of AI-designed drugs. Nat Med 2023; 29 (6): 1292–1295, doi: 10.1038/s41591-023-02361-0.
2. National Library of Medicine. NCT05938920. Study evaluating INS018_055 administered orally to subjects with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). ClinicalTrials.gov, 2023 Dec 26. Dostupné na: www.clinicaltrials.gov/study/NCT05938920