Nauja AI programinė įranga galėtų paspartinti vaistų kūrimą

Nauja AI programinė įranga galėtų paspartinti vaistų kūrimą

Vaistų atradimas ir kūrimas farmakologinių tyrimų srityje, įskaitant veikliųjų medžiagų rizikos vertinimą ankstyvuoju vaistų kūrimo etapu, vis dar daugiausia priklauso nuo eksperimentų su gyvūnais. Be etinių klausimų, tyrimai su gyvūnais yra labai brangūs ir atima daug laiko. Jiems taip pat paprastai reikalinga nuolatinė aukštos kvalifikacijos darbuotojų priežiūra ir vertinimas. Taigi automatizuotų vertinimo metodų, kuriuos būtų galima naudoti vietoj standartinių bandymų su gyvūnais, sukūrimas būtų labai naudingas narkotikų atradimui.

Šių alternatyvių metodų siekimas yra „Embryonet-AI“ projekto, už kurį Patrick Müller ką tik gavo 150 000 eurų vertės Europos mokslinių tyrimų tarybos (ERC) Koncepcijos įrodymo stipendiją, dėmesio centre. Mülleris yra Konstanco universiteto vystymosi biologijos profesorius ir Konstanco kompetencijų grupės – kolektyvinio elgesio narys. Jo projektas remiasi įžvalgomis, kurias jis ir jo komanda įgijo ERC finansuojamame „Ace-of-Space“ projekte („Erdvinio ir laiko modelio formavimo analizė, kontrolė ir inžinerija“). „Müller“ naujojo projekto tikslas – toliau tobulinti AI padedamą vaizdų analizės programinę įrangą „Embryonet“, kuri automatiškai nustato defektus, atsirandančius kuriant gyvūnų embrionus.

„Embryonet“ siūlo greitą, ekonomišką ir labai tikslų medžiagos įtakos biologinių sistemų vystymuisi įvertinimą. Neigiamas poveikis, pavyzdžiui, matomi vystymosi defektai, automatiškai atpažįstami ir susiejami su atitinkamu signalizacijos keliu. Embrionetas savo tikslumu netgi lenkia žmonių ekspertus. „Matome didelį potencialą pritaikyti programinę įrangą kuriant vaistus, ypač ankstyvame potencialiai tinkamų medžiagų nustatymo etape – atliekant rizikos vertinimą ir tiriant vaistų svyravimo veikimo mechanizmus“, – sako Mülleris.

Ne tik embrionams

Patrickas Mülleris ir jo komanda pirmą kartą pristatė Embryonet 2023 m. tyrime, kuriame buvo naudojami zebrafinių embrionai, paskelbti žurnale Nature Methods. Nuo to laiko programinė įranga buvo išplėsta įtraukiant organoidus. "Organoidai yra dirbtiniai audiniai, gaminami laboratorijoje naudojant žmogaus kamienines ląsteles. Jų struktūra primena mažus organus, tokius kaip kepenys, inkstai ar smegenys – ir gali būti naudojami kaip šių organų modeliai tiriant vaistus", – aiškina Mülleris.

Kaip „Proof of Concept Grant“ dalis, Mülleris ir jo komanda toliau tobulins dirbtinio intelekto modelius, kuriais remiasi „Embryonet“, siekdami padidinti jo tikslumą ir, svarbiausia, funkcijas. Tuo pačiu metu komanda nori sukurti internetinę platformą, kad „Embryonet“ būtų prieinama vartotojams visame pasaulyje. Siekdamas šio tikslo, Mülleris ir jo komanda dirbs kartu su kitais tyrėjais, pramonės partneriais ir pagrindinėmis reguliavimo institucijomis, siekdami užtikrinti, kad internetinė platforma atitiktų būsimų vartotojų poreikius ir norminius reikalavimus. Bendras tikslas yra sukurti „Embryonet“ į rinkai paruoštą produktą.

Idėja: Kadangi „Embryonet“ yra visiškai automatizuota, farmacijos įmonės galėtų visiškai integruoti platformą į savo tyrimų vamzdynus. Pavyzdžiui, galite naudoti „Embryonet“, kad vienu metu tirtumėte šimtus medžiagų didelio našumo procese, siekiant nustatyti jų poveikį konkretiems organams ar vystymosi procesams arba jų keliamą pavojų – neatlikdami ilgų kiekvienos atskiros medžiagos tyrimų su daugybe bandomųjų gyvūnų. „Embryonet“ taip pat suteikia informacijos apie galimų naujų vaistų veikimo mechanizmus. „Ilgalaikėje perspektyvoje „Embryonet“ galėtų pakeisti daugybę eksperimentų su gyvūnais atliekant vaistų tyrimus ir paspartinti įprastinius procesus automatizuojant, tuo pačiu žymiai sumažinant išlaidas“, – daro išvadą Patrickas Mülleris.

Šaltiniai: