Umjetna inteligencija danas pomaže naučnicima da razviju nove lijekove protiv Parkinsonove bolesti, bakterija otpornih na antibiotike i mnogih rijetkih bolesti – napredak koji je prije samo nekoliko godina djelovao gotovo nezamislivo.
Sve veći problem otpornosti na antibiotike
Već oko pola stoljeća čovječanstvo polako gubi bitku protiv bakterija. Antibiotici, naše najjače oružje protiv infekcija, postaju sve manje efikasni jer se bakterije sve brže prilagođavaju i razvijaju otpornost, piše BBC.
Procjenjuje se da oko 1,1 milion ljudi godišnje umre od infekcija koje su donedavno bile lako izlječive. Ako se ne pronađu nova rješenja, taj broj bi mogao porasti na više od osam miliona do 2050. godine.
Razvoj novih antibiotika spor je i skup proces. Između 2017. i 2022. godine odobreno je samo 12 novih antibiotika, a većina njih bila je slična postojećim lijekovima na koje bakterije već razvijaju otpornost. Zbog slabog interesa farmaceutske industrije i nedovoljnog finansiranja, ovo područje medicine dugo je bilo zapostavljeno.
AI ubrzava potragu za novim lijekovima
Sada naučnici pokušavaju nadoknaditi izgubljeno vrijeme – a mnogi vjeruju da će im u tome pomoći umjetna inteligencija.
„Uz pomoć AI-ja možemo u samo nekoliko sati ili dana analizirati ogromne biblioteke hemijskih spojeva i pronaći one koji imaju antibakterijsko djelovanje“, kaže James Collins, profesor medicinskog inženjerstva na Massachusetts Institute of Technology (MIT).
PROČITAJTE JOŠ Ne biste trebali nanositi parfem direktno na vrat: Evo zašto je to opasno
Njegov tim je uz pomoć umjetne inteligencije već otkrio dva nova spoja koji bi mogli biti učinkoviti protiv izrazito otpornih bakterija, uključujući bakteriju koja uzrokuje gonoreju i MRSA, jednu od najopasnijih bolničkih infekcija.
AI dizajnira potpuno nove molekule
Istraživači su trenirali generativni AI model da prepozna hemijske strukture postojećih antibiotika. Algoritam je tako naučio koje karakteristike molekula mogu ubijati bakterije.
Zatim su analizirali više od 45 miliona hemijskih struktura kako bi pronašli potencijalne lijekove protiv dvije posebno otporne bakterije: Neisseria gonorrhoeae i Staphylococcus aureus.
AI je čak dizajnirao 36 miliona potpuno novih molekula. Od njih je 24 testirano u laboratoriju. Sedam je pokazalo antibakterijsko djelovanje, a dva su bila izuzetno učinkovita čak i protiv bakterija otpornih na postojeće antibiotike.
Još važnije, čini se da ti spojevi napadaju bakterije na drugačiji način od postojećih lijekova, što znači da bi mogli predstavljati potpuno novu generaciju antibiotika.
AI u potrazi za lijekom za Parkinsonovu bolest
Umjetna inteligencija se koristi i u istraživanjima Parkinsonove bolesti.
Bolest je prvi put opisana 1817. godine, ali više od 200 godina kasnije još ne postoji terapija koja može zaustaviti njen napredak.
Danas u svijetu živi više od 10 miliona ljudi s Parkinsonovom bolešću, a broj oboljelih raste zbog starenja populacije.
Jedan od glavnih problema je što naučnici još uvijek ne znaju tačan uzrok bolesti.
„Na konferencijama o Parkinsonu možete čuti desetine različitih teorija o tome kako nastaje“, kaže Michele Vendruscolo, profesor biofizike na Univerzitetu Cambridge.
PROČITAJTE JOŠ Naučnici otkrili znakove Parkinsonove bolesti prije pojave simptoma
Njegov tim je 2024. godine koristio mašinsko učenje kako bi pronašao molekule koje mogu djelovati na abnormalne proteinske nakupine u mozgu poznate kao Lewyjeva tjelešca, za koja se smatra da igraju ključnu ulogu u razvoju bolesti.
AI je analizirao ogromne količine hemijskih podataka i predložio nove molekule koje bi mogle spriječiti stvaranje tih nakupina. Na kraju su identifikovana pet obećavajućih spojeva, koji su sada u fazi daljnjih istraživanja.
Kada stari lijekovi dobiju novu namjenu
Umjetna inteligencija ne pomaže samo u stvaranju novih lijekova – može pronaći i nove primjene za postojeće lijekove.
Američki ljekar David Fajgenbaum doživio je to na vlastitoj koži. Kao student medicine dijagnosticirana mu je rijetka bolest imunog sistema – Castlemanova bolest – za koju nije bilo efikasne terapije.
Nakon detaljnog istraživanja odlučio je isprobati lijek sirolimus, koji se inače koristi kod transplantacije bubrega. Lijek je djelovao i bolest je već više od deset godina u remisiji.
Inspiriran vlastitim iskustvom, Fajgenbaum je osnovao organizaciju Every Cure, koja koristi umjetnu inteligenciju za analizu hiljada lijekova i njihovo povezivanje s hiljadama bolesti.
PROČITAJTE JOŠ Koliko treba hodati dnevno da biste smršali u četrdesetima
Jedan AI model na Harvardu identificirao je gotovo 8.000 postojećih lijekova koji bi potencijalno mogli pomoći u liječenju više od 17.000 različitih bolesti.
Posebna nada za rijetke bolesti
Umjetna inteligencija posebno je korisna u istraživanju rijetkih bolesti, koje farmaceutske kompanije često zanemaruju jer imaju mali broj pacijenata.
AI je već pomogao pronaći potencijalne terapije za: Pitt-Hopkinsov sindrom, sarkoidozu i Wilmsov tumor kod djece.
Istraživači sa Univerziteta McGill u Kanadi nedavno su koristili AI za identifikaciju novih terapija za idiopatsku plućnu fibrozu, rijetku bolest pluća koja uzrokuje ožiljavanje plućnog tkiva.
Jedan od kandidata koje je predložila umjetna inteligencija bio je lijek za visoki krvni pritisak, koji je već dokazano siguran i relativno jeftin.
Budućnost razvoja lijekova
Nekoliko kompanija danas razvija lijekove uz pomoć umjetne inteligencije, uključujući: Insilico Medicine, Isomorphic Labs, Recursion Pharmaceuticals i Schrödinger.
Jedan od najperspektivnijih AI lijekova trenutno je Rentosertib, koji se testira protiv idiopatske plućne fibroze i već je pokazao obećavajuće rezultate u kliničkim ispitivanjima.
„Vjerujem da će u narednih pet do deset godina većina novih lijekova biti razvijena uz pomoć umjetne inteligencije – ili čak potpuno uz pomoć AI-ja“, kaže istraživač Jun Ding sa Univerziteta McGill.
Revolucija – ali s ograničenjima
Ipak, stručnjaci upozoravaju da AI nije čarobno rješenje. Mnogi važni podaci o lijekovima nalaze se u privatnim bazama farmaceutskih kompanija i nisu dostupni istraživačima.
Također, umjetna inteligencija trenutno najviše pomaže u ranoj fazi razvoja lijekova, poput identifikacije ciljanih molekula i pronalaženja potencijalnih spojeva.
Nakon toga slijedi dug proces laboratorijskih testiranja i kliničkih ispitivanja koji može trajati godinama.
„AI zaista revolucionira otkrivanje lijekova“, kaže Vendruscolo. „Ali zasad samo u vrlo specifičnim dijelovima tog procesa.“
