AI mění vývoj léků: Vědci navrhli sloučeniny, které přesně cílí na buňky a jsou účinnější

Vědci z Institutu pro výzkum v biomedicíně (IRB Barcelona) představili průlomovou strategii pro objevování léků, která využívá umělou inteligenci k návrhu nových chemických sloučenin.

Vědci z Institutu pro výzkum v biomedicíně (IRB Barcelona) představili průlomovou strategii pro objevování léků, která využívá umělou inteligenci k návrhu nových chemických sloučenin. Na rozdíl od tradičního přístupu, který se zaměřuje na známý molekulární cíl – protein, jehož modulace má zvrátit průběh nemoci – se tato nová metoda soustředí na specifický biologický efekt, který má být v buňkách vyvolán. To je klíčové zejména u patologií, kde takový cíl neexistuje nebo není dostatečně prozkoumán.

Tento přístup, označovaný jako fenotypický objev, začíná pozorovatelnou buněčnou reakcí. Příkladem může být molekula, která působí na konkrétní typ buňky, zatímco jiné buňky nechává nedotčené. Tým pod vedením Dr. Patricka Aloyeho tuto metodiku testoval na různých buněčných modelech, včetně linií odvozených z rakoviny slinivky břišní a kontrolních buněk. Poprvé tak byly navrženy nové chemické entity pomocí umělé inteligence na základě požadovaného biologického efektu a experimentálně prokázáno, že fungují na specifických buňkách.

Pro trénování systému vědci nejprve vytvořili vlastní databázi, když otestovali více než 11 000 chemických sloučenin na osmi různých buněčných modelech. Na základě těchto dat vytvořili prediktivní modely, které se ukázaly být mnohem přesnější než metody založené pouze na chemické podobnosti. Tyto modely byly následně integrovány do generativního AI a strojového učení, které dokázalo navrhovat nové kandidátní molekuly. Cílem bylo navrhnout molekuly, které by byly aktivní proti specifickému typu buňky, zatímco by měly menší účinek na kontrolní buňky nebo jiné buněčné profily.

Experimentální ověření potvrdilo, že mnohé z AI navržených molekul skutečně plnily svou funkci: selektivně působily na určité buněčné modely s menším dopadem na ostatní. Tyto molekuly nejenže prokázaly vynikající aktivitu ve srovnání s těmi získanými konvenčními screeningovými strategiemi, ale mnohé z nich byly také strukturně inovativní a odlišné od známých chemických sloučenin. Ačkoliv se jedná o ranou fázi objevování sloučenin, tato metodika otevírá nové možnosti pro rychlejší a cílenější identifikaci kandidátních molekul, zejména v kontextech, kde chybí jasný terapeutický cíl.