AI ir žmonių mokslininkai kartu ieško naujų vaistų nuo vėžio derinių

AI ir žmonių mokslininkai kartu ieško naujų vaistų nuo vėžio derinių

„AI mokslininkas“, bendradarbiaujantis su žmonių mokslininkais, nustatė, kad pigių ir saugių vaistų deriniai, vartojami gydant tokias ligas kaip didelis cholesterolio kiekis ir priklausomybė nuo alkoholio, taip pat gali būti veiksmingi gydant vėžį, o tai yra perspektyvus naujas požiūris į vaistų atradimą.

Kembridžo universiteto vadovaujama tyrimų grupė naudojo GPT-4 didžiosios kalbos modelį (LLM), kad nustatytų paslėptus modelius, palaidotus mokslinės literatūros kalnuose, kad nustatytų galimus naujus vaistus nuo vėžio.

Norėdami išbandyti savo požiūrį, mokslininkai vadovavo GPT-4, kad nustatytų galimus naujus vaistų derinius, kurie galėtų turėti didelį poveikį krūties vėžio ląstelių linijai, paprastai naudojamai medicininiuose tyrimuose. Jie nurodė vengti standartinių vaistų nuo vėžio, nustatyti vaistus, kurie puola vėžines ląsteles nepakenkdami sveikoms ląstelėms, ir teikti pirmenybę vaistams, kurie buvo prieinami ir patvirtinti reguliavimo institucijų.

Tada žmonių mokslininkai išbandė GPT-4 siūlomus vaistų derinius tiek kartu, tiek atskirai, kad išmatuotų jų veiksmingumą prieš krūties vėžio ląsteles.

Pirmajame laboratoriniame tyrime trys iš 12 GPT-4 siūlomų vaistų derinių veikė geriau nei dabartiniai krūties vėžio vaistai. Tada LLM pasimokė iš šių testų ir pasiūlė dar keturis derinius, iš kurių trys taip pat parodė daug žadančius rezultatus.

Rezultatai, paskelbtiKarališkosios draugijos sąsajos žurnalasyra pirmasis uždaro ciklo sistemos pavyzdys, kai eksperimentiniai rezultatai buvo vadovaujami LLM, o LLM rezultatai, kuriuos interpretavo žmonių mokslininkai, vadovaujami tolesniems eksperimentams. Tyrėjai teigia, kad tokie įrankiai kaip LLM nepakeis mokslininkų, o galėtų prižiūrėti AI tyrėjus, galinčius atsirasti, prisitaikyti ir paspartinti atradimą tokiose srityse kaip vėžio tyrimai.

Dažnai LLM, pavyzdžiui, GPT-4, pateikia neteisingus rezultatus, vadinami haliucinacijomis. Tačiau atliekant mokslinius tyrimus haliucinacijos kartais gali būti privalumas, jei jos sukelia naujų idėjų, kurias verta išbandyti.

„Priežiūros LLM suteikia keičiamo dydžio, vaizduotę turintį mokslinio tyrinėjimo sluoksnį ir gali padėti mums, žmonių mokslininkams, ištirti naujas galimybes, apie kurias anksčiau negalvojome“, – sakė tyrimui vadovavęs profesorius Rossas Kingas iš Kembridžo Chemijos inžinerijos ir biotechnologijų katedros. "Tai gali būti naudinga tokiose srityse kaip vaistų atradimas, kur reikia ištirti daugybę tūkstančių junginių."

Remdamasis žmonių mokslininkų pateikta informacija, GPT-4 atrinko vaistus, remdamasis biologinio mąstymo ir paslėptų modelių mokslinėje literatūroje sąveika.

Tai ne automatizavimas, pakeičiantis mokslininkus, o naujas bendradarbiavimo būdas. Vadovaudamasis ekspertų raginimais ir eksperimentiniais atsiliepimais, dirbtinis intelektas veikė kaip nenuilstantis tyrimų partneris, naršydamas milžiniškoje hipotezių erdvėje ir siūlydamas idėjas, kurias patiems žmonėms įgyvendinti užtruks ilgiau. “

Dr. Hector Zenil, Londono King's College bendraautorius

Haliucinacijos – paprastai laikomos defektais – tapo ypatybe, sukurdamos netradicinius derinius, kuriuos verta išbandyti ir patvirtinti laboratorijoje. Žmonių mokslininkai ištyrė mechanines priežastis, kodėl LLM pirmiausia pasiūlė šiuos derinius, maitindamas sistemą pirmyn ir atgal keliomis iteracijomis.

Tyrinėdamas subtilią sinergiją ir nepastebėtus būdus, GPT-4 padėjo nustatyti šešias perspektyvias vaistų poras, kurios visos buvo išbandytos laboratoriniais eksperimentais. Tarp derinių simvastatinas (dažniausiai vartojamas cholesterolio kiekiui mažinti) ir disulfiramas (vartojamas nuo priklausomybės nuo alkoholio) išsiskyrė prieš krūties vėžio ląsteles. Kai kurie iš šių derinių rodo tolesnių terapinio atkūrimo tyrimų potencialą.

Šie vaistai, nors ir nėra tradiciškai siejami su vėžio priežiūra, gali būti potencialūs vėžio gydymo būdai, nors pirmiausia jiems reikėtų atlikti didelio masto klinikinius tyrimus.

„Šis tyrimas parodo, kaip dirbtinis intelektas gali būti tiesiogiai integruotas į pasikartojančią mokslinių atradimų kilpą, leidžiančią generuoti ir patvirtinti duomenimis pagrįstas hipotezes realiuoju laiku“, – sakė Zenilas.

„Prižiūrimų LLM gebėjimas siūlyti hipotezes įvairiose disciplinose, apsvarstyti ankstesnes išvadas ir bendradarbiauti atliekant kartojimus naujoje mokslinių tyrimų srityje“, - sakė Kingas. „AI mokslininkas nebėra metafora be eksperimentinio patvirtinimo: dabar jis gali būti mokslinio proceso bendradarbis.

Tyrimą iš dalies palaikė Alice Wallenberg fondas ir JK Inžinerijos ir fizinių mokslų tyrimų taryba (EPSRC).

Šaltiniai: