"Комп'ютер не розумніший за людину, але він може набагато швидше впоратися з величезними обсягами даних".Доктор Кіра Радинська та Шахар Харель c факультету комп'ютерних наук хайфського Техніона - ізраїльського технологічного інституту - винайшли "розумну систему" розробки ліків.
Система заснована на "глибокому вивченні" та штучному інтелекті, і очікується, що вона допоможе істотно скоротити час і витрати на розробку нових ліків. Система була представлена в Лондоні на конференції по методам пошуку та обробки даних KDD 2018.
Розробка ліків - процес дуже тривалий і дорогий. Розробка одного препарату коштує від півмільярда до 2.5 мільярдів доларів і займає близько 10-15 років. У минулому траплялося, що нові лікарські засоби виявлялися випадково, як, наприклад, пеніцилін. Сьогодні розробка ліків - це систематизований і комп'ютеризований процес, заснований в першу чергу на вивченні безлічі молекул і відбору тих, які мають найбільший терапевтичний потенціал.
Число молекул, які показують терапевтичний потенціал - від 10 в 23-й до 10 в 60-го ступеня. Для порівняння - у всій Галактиці є всього 10 в 22 ступені зірок. Процес відсіву непотрібних молекул з такого астрономічної гігантської кількості практично гарантує, що значна частина потенційно корисних речовин навіть не потрапляє в поле зору дослідників.
У своєму дослідженні доктор Радинський та Харель сформулювали новий підхід для підбору кандидатур нових лікарських молекул. Їх робочою гіпотезою, за словами Хареля, було те, що «словник органічної хімії, пов'язаної з розробкою ліків, схожий на природну мову. Розроблена нами система, заснована на штучному інтелекті і глибокому навчанні, вивчає мову органічної хімії на основі сотень тисяч молекул. Ми також забезпечили її хімічним складом всіх ліків, розроблених до 1950 року, які служать прототипом для генерації нових варіантів, нових потенційних ліків. Для того, щоб зберегти елемент творчості в системі, ми включили поняття "шуму" який забезпечує варіативність. Це дозволяє системі генерувати нові варіанти вже існуючих ліків ».
Коли вчені попросили систему запропонувати 1000 ліків, заснованих на вже існуючих, вони були приємно здивовані, коли 35 із запропонованих системою ліків виявилися вже існуючими препаратами, розробленими після 1950 року і схваленими американським Управлінням з контролю за продуктами і ліками (FDA). Експеримент довів , що система дійсно здатна знаходити нові лікарські засоби.
Шахар Харель: «По суті, ми створили алгоритм, який бере на себе творчу частину розробки ліків, етап пошуку молекул. Наші математичні рішення дозволяють комп'ютеру зрозуміти мову фармакології і генерувати нові молекули на основі прототипу ».
За словами доктора Радинської, «це не тільки засіб оптимізації існуючих методів, а й абсолютно нові парадигми розробки ліків і наукової практики. Замість того, щоб шукати конкретні кореляції, засновані на гіпотезах, які ми формулюємо, ми дозволяємо комп'ютеру ідентифікувати ці сполуки з масивного розміру вибірки. Комп'ютер не розумніше людини, але він може набагато швидше впоратися з величезними обсягами даних і знайти несподівані кореляції. Так нам вдалося знайти (в іншому дослідженні) невідомі побічні ефекти різних ліків і комбінацій ліків, а тепер - інноваційний механізм розробки нових препаратів. Це новий тип науки, який не будується на гіпотезах, перевірених в експерименті, а скоріше на даних, обробка яких призводить до гіпотези дослідження ».
Доктор Радинська: "Наша система прискорить процес появи нових ліків і здешевить процес цього пошуку, що призведе не тільки до появи нових ліків, але і до помітного скорочення терміну очікування для пацієнтів. Цей прорив також призведе до появи ліків, які не могли б бути розроблені в рамках конвенційної фармакологічної парадигми."