6 лучших систем искусственного интеллекта для биологических и лекарственных разработок
Мы уже писали о наиболее интересных компаниях, работающих в сфере разработки решений на базе алгоритмов искусственного интеллекта, специализирующихся на системах обработки медицинской информации и обработки изображений. Теперь мы хотим завершить этот небольшой цикл публикаций заметкой о решениях, предназначенных для использования при разработках новых лекарственных препаратов и методов лечения.
Обычно разработка новых лекарств фармацевтическими компаниями вместе с клиническими исследованиями и проверками эффективности занимает не менее десяти лет и может стоить миллиарды долларов. И решения на базе искусственного интеллекта могут существенно ускорить процесс создания лекарства и сделать его более эффективным с точки зрения затрат. Сегодня такие решения уже есть, и они могут оказать неоценимое влияние на развитие сегодняшнего здравоохранения, ускорив появление новых препаратов. И мы хотим вас кратко познакомить с несколькими самыми интересными проектами в этой сфере.
Решение этой компании ставит своей целью снизить затраты разработки новых лекарств за счет использования суперкомпьютера и базы данных молекулярных структур для прогнозирования, какой из вариантов потенциального лекарства будет работать, а какой - нет. В 2015 году Atomwize запустила проект виртуального поиска безопасного и уже существующего лекарства, которое может быть легко изменено для лечения вируса Эбола. И они действительно смогли с помощью своей системы искусственного интеллекта найти два лекарства, которые могут значительно снижать инфективность (способность возбудителя заболевания проникать в организм хозяина, выживать и размножаться в нем) вируса Эбола. Причем этот анализ, который в обычных условиях занимает месяцы или даже годы, был сделан менее, чем за один день. Поэтому можно представить, насколько эффективным станет процесс разработки лекарств, если подобного рода клинические исследования проводиться таким образом. И, судя по всему, это произойдет уже в ближайшее время.
Эта фармацевтическая компания совсем "свежая" - она была образована в 2013 году с целью построения платформы разработки лекарств, которая будет объединять в себе лучшие элементы высокопроизводительной биологии и автоматизации на базе самых последних достижений в области систем искусственного интеллекта. Эта компания уже смогла обнаружить новые возможности использования известных лекарственных препаратов, биоактивных компонентов и нашла свое место в сфере редких генетических заболеваний. Владельцы компании провозгласили сверхамбициозную цель - "найти лечение 100 заболеваний за 10 лет" - и без тени сомнения обещают ее выполнить.
Эта компания считает своей стратегической целью стать надежным и стабильным брендом в сфере разработки медицинских решений, связанных с воздействием на микробиом*. Человеческое тело содержит в себе в 10 раз больше клеток разнообразных микробов, чем собственно клеток тканей тела. Человек эволюционирует вместе со своим микробиомом и содержит в себе множество микроорганизмов, которые полезны для его здоровья. И уже несколько десятилетий исследователи знают, что микробиом предоставляет ряд возможностей, которые могут помочь "формировать" наше здоровье. Но это стало возможным только в последнее время, когда ученым стали доступны средства геномики и новейшие аналитические инструменты, в первую очередь, на базе алгоритмов искусственного интеллекта. И, например, в настоящее время крупнейшая американская больница Mayo Clinic сотрудничает с Whole Biome для того, чтобы помочь женщинам избежать преждевременных родов путем использования диагностического тестирования микробиома.
Это китайский стартап, который намерен "оцифровать жизненную информацию каждого человека". Недавно он получил инвестиции в размере $600 млн, что свидетельствует о том, что за подобными громкими словами стоят какие-то реальные технологии. Компания хочет сконструировать динамическую "цифровую копию человека", содержащую, в том числе, данные о биологических образцах, таких как слюна, белки и ДНК, подкрепленные информацией об окружающей человека среде, такой как качество воздуха и воды, и параметрами его жизни, такими как режимы физических занятий и диета. Эта компания, образованная около года назад, разрабатывает алгоритмы для анализа данных, что позволит создавать рекомендации для изменения образа жизни и применения оздоровительных программ, выдавать советы по выбору еды и даже прописывать лекарства.
Компания Deep Genomics намерена решить самую большую головоломку генетики - узнать в точности, какую информацию можно получить из большей части генома. С этой целью компания разрабатывает решение на базе искусственного интеллекта, а точнее алгоритмов глубокого обучения, с целью расшифровки смысла генома. Это программное обеспечение предназначено для того, чтобы пробовать создавать различные мутации и предсказывать эффект от их воздействия, основываясь на анализе сотен тысяч примеров других мутаций. Даже если пока нет никакой информации, к чему такая мутация может привести. В настоящее время компания использует свою вычислительную систему для разработки базы данных, которая будет обеспечивать работу системы прогнозирования того, как 300 млн генетических вариаций могут повлиять на генетический код. Предполагается, что их разработки будут использоваться при разработке терапевтических средств лечения на базе генетической информации, для молекулярной диагностики, целевого обнаружения биомаркеров и оценки риска генетических расстройств.
Это коллектив ученых и разработчиков, которые уже в течение 6 лет создают решение на базе искусственного интеллекта для создания персонализированных методов лечения любых типов онкологических заболеваний, позволяющих лечить пациентов быстрее, чем это возможно с помощью какого-либо традиционного лечения. Это решение позволяет моделировать клеточную биологию на молекулярном уровне, оно может идентифицировать лучшее лекарство, предназначенное для воздействия на конкретный тип опухоли, более того, оно может идентифицировать комплексные биомаркеры и создавать комбинированную терапию. И все это за счет проведения миллионов симуляционных экспериментов в день.
Уникальной особенностью технологии Turbine является ее молекулярная модель биологии рака, которая используется для оценки результатов подобных экспериментов, при этом искусственный интеллект используется для идентификации биомаркеров, которые характеризуют реакцию организма на лечение. Сейчас эта технология уже используется при сотрудничестве с Bayer, Pfiser, Кембриджским университетом и нескольким венгерскими исследовательскими группами для поиска новых методов лечения рака, ускорения их вывода на рынок и спасения жизней людей, которые страдают от неизлечимых сегодня форм этой болезни.
* Микробиом - это совокупность всех микроорганизмов и их генов, живущих в организме человека, в первую очередь в пищеварительном тракте, и оказывающих воздействие на него. Микробиом - это своеобразная экосистема, подверженная изменениям под воздействием многих факторов, среди которых и диета, и заболевания кишечника, и многое другое.
