MY.UAНовини
Зекономити мільярди: як штучний інтелект допомагає створювати ліки
Зекономити мільярди: як штучний інтелект допомагає створювати ліки

Зекономити мільярди: як штучний інтелект допомагає створювати ліки

Розробка медичного препарату на усіх етапах дослідження займає 5-10 років і коштує в середньому $2,6 млрд. Фармацевтика, яка й раніше була надзвичайно технологічною галуззю прагне залучити штучний інтелект, щоб скоротити час та витрати. SPEKA спробувала з’ясувати чи вдається це та як ШІ може спростити кожен з етапів.

Як розробляють ліки

Щоб дізнатися, як лікувати захворювання, потрібно встановити його причину, які системи організму вражені та як тіло відповідає на загрозу. Зараз людство доволі точно знає збудники майже всіх інфекційних захворювань.

А ось з вірусними чи неінфекційними хворобами (наприклад, рак, гіпертонія чи цукровий діабет) ситуація значно складніша. Це й пояснює невеликий прогрес у лікуванні.

Вважається, що в організмі людини може бути від 10 тис. до кількох мільярдіврізних білків. Це важливо, бо вони впливають на всі процеси в організмі, наприклад, вивчення функцій навіть невеликої кількості дозволило визначити білки, які відповідають за підвищення тиску або температури. Більшість ліків є низькомолекулярними речовинами, які блокують певний білок в організмі людини. Творці препаратів спочатку вибирають мету — ключовий білок, а потім шукають молекулу, здатну його заблокувати. Такий білок ще називають мішенню, а весь процес drug design.

Чому структура білка така важлива 

Щоб знайти речовину здатну заблокувати білок, потрібно знати його тривімірну структуру. Це непросте завдання. Зазвичай їх визначають за допомогою складної сучасної апаратури як електронні мікроскопи та ядерно магнітно-резонансні спектроскопи. 

Зараз у найбільшій базі структур білків Protein Data Bank близько 3400 тривимірних структур білків людини. При цьому для людини визначено амінокислотну послідовність близько 76 тис. білків. Вивчення фолдингу білків (згортання в робочу структуру) триває вже десятки років і є однією. з найбільших задач біології. 

Найвідоміший проєкт — Folding@Home — розподілена система обчислень, сумарна потужність якої зараз становить близько 118 PFLOPS. Працює вона не методом перебору комбінацій, а розв'язує деякі практичні задачі. Та навіть цих потужностей буде недостатньо. 

Як машинне навчання та AlphaFold2 змінив підхід до розробки ліків  

Власне тут на допомогу вченим приходить машинне навчання та можливості ШІ. 

У листопаді 2020 року в цій галузі стався прорив. У конкурсі з передбачення тривимірних структур білків GASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction) компанія DeepMind представила алгоритм AlphaFold 2, який навчився конструювати тривимірні моделі на основі вступних даних про амінокислоти. AlphaFold 2 переміг на конкурсі GASP і набрав 92 бали зі 100. Знаючи лише послідовність амінокислот, програма правильно розташувала у просторі 87% молекул найскладнішого екземпляра. 


AlphaFold 2 навчався на відкритій базі зі 170 тис. відомих структур, враховуючи не лише геометричну будову, а й еволюційну близькість білків. В основі програми — рекурентна нейромережа, що створює структуру білка на кшталт графа, в якому амінокислотні залишки — це вершини, а зв'язки між ними — ребра.

Теоретично AlphaFold 2 здатний пророкувати властивості білків і навіть брати участь у створенні штучних білків з певними властивостями або препаратами. Це допоможе у розвитку не лише фармацевтичної промисловості, а й біотехнології, генної інженерії та інших галузей.

Хоча це відносно нова технологія, загалом використання машинного навчання у фармацевтиці почалось ще у 2000-их роках. Одним із перших способів, за допомогою яких штучний інтелект допомагав у цьому, були «графи знань», які дозволяли машинам зчитувати мільйон медичних досліджень та видобувати інформацію про те, скажімо, які білки в крові є біомаркерами, що вказують на наявність або тяжкість захворювання. 

У 2020 році компанія Benevolent AI використала цей метод, щоб побачити потенціал барицитинібу, який продають як засіб від артриту, для лікування COVID-19. Також пошук подібних біомаркерів може допомогти виявити ранні стадії важкодіагностованих хвороб, наприклад Альцгеймера.

Віртуальне тестування  

Дев'ять із десяти лікарських препаратів не проходять клінічних випробувань. Вони або надто токсичні або неефективні для людей. 

Щоб скоротити кількість спроб фармацевтика займається конструюванням ліків (або drug design). Drug design використовує комп'ютерне моделювання, щоб перевірити, як діюча основа препарату взаємодіятиме з ціллю в організмі. За допомогою ML можна зрозуміти без досліджень, які властивості додати препарату, щоб краще взаємодіяв з мішенню. 

Дослідники фармацевтичної компанії Berg застосували власну мережу bAIcis для більш точної розробки ліків. Компанія проводить тести на хворих та здорових клітинах пацієнтів, а потім моделює хворі клітини, регулюючи рівень цукру чи кисню. Вчені бачать зміни у метаболізмі чи білкових структурах і розуміють, які чинники впливають. bAIcis також використовує генетичні дані пацієнтів, об'єднуючи їх у систему, щоб знаходити взаємозв'язки між спадковою схильністю до хвороб та біомаркерами у клітинах.

Хто створює нейромережі для медицини 

Багато фармацевтичних фірм зробили інвестиції в розробку моделей ШІ для медицини. З’явились також і стартапи, зокрема Recursion, Genesis Therapeutics, Insilico, Relay Therapeutics, та інші. А Nvidia, яка виробляє графічні процесори, необхідні для роботи моделей інвестувала або уклала партнерські угоди принаймні з шістьма різними біотехнологічними фірмами, орієнтованими на штучний інтелект, включаючи Schrodinger, Genesis, Recursion і Genentech.

Ці моделі працюють з великим спектром даних. зокрема рентгенівськими знімками, генетичними послідовностями та результатами аналізів.

Раніше більшість ліків тестувались на тваринах, однак ці речовини не завжди точно спрацьовують на людях. Штучний інтелект може розв'язати цю проблему. 

Також іноді результати аналізу дають можливість покращити підходи до лікування. У 2019 році Owkin, паризька біотехнологія штучного інтелекту, опублікувала звіт глибокої нейронної мережі, навченої прогнозувати виживання пацієнтів зі злоякісною мезотеліомою, раком тканини, що оточує легені, на основі зразків тканин. Алгоритм виявив, що клітини, які найкраще навчилась визначати — це не власне ракові клітини, а не ракові клітини поблизу. Це допомогло команді ввести додаткові клітинні та молекулярні дані та виявити нову мішень для ліків.

Чи здатен штучний інтелект змінити фармацевтику 

Генеративні моделі ШІ, такі як Protein SGM є потужними інструментами для проєктування білків, оскільки вони здатні не лише відображати структуру наявних, а й створювати нові із бажаними характеристиками. 

Інші дослідження показують, що штучний інтелект може заощадити час і кошти від 25% до 50% на доклінічній стадії розробки ліків, яка може тривати від чотирьох до семи років. Удосконалення можуть змінити продуктивність галузі, але щоб дізнатися напевно, потрібен час. Жоден із нових ШІ-препаратів поки не вийшов на ринок.

Деякі компанії, можливо стануть першими. Insilico Medicine визначила препарат-кандидат, який може бути корисним проти легеневого фіброзу менш ніж за 18 місяців та $3 млн. Препарат нещодавно розпочав 2 фазу випробувань.

Разом з тим індустрія залишає багато викликів. Наприклад, бактерії швидко адаптуються до ліків, які ми використовуємо. Знайти речовину, яка здатна вбити бактерії, нескладно, але майже всі такі речовини є надто токсичними для людини. У ЗМІ постійно з'являються публікації про відкриття нових видів антибіотиків, але як лікарський препарат останній був запроваджений у 2019, а до цього — у 1987 році.

За останнє десятиліття світ побачив низку новаторських нових методів лікування: зокрема діабету та ожиріння, спецтерапії, що залучають імунну систему проти раку; перші клінічні застосування редагування геному. Але шлях розробки ліків загалом залишається надзвичайно повільним. Приблизно 86% усіх препаратів-кандидатів, розроблених між 2000 і 2015 роками, не досягли своїх кінцевих точок у клінічних випробуваннях. Дехто стверджує, що фармацевтика вибрала «плоди з низьких гілок» і залишила хвороби, які важко або неможливо лікувати. 

Вчені схильні вважати ШІ поки як покращення, а не фундаментальну зміну в індустрії. 

Адже переважно препарати не проходять випробування з таких причин: а) вчені вибирають не ту мету; б) гіпотеза хвороби побудована на неповній/невірній картині захворювання; в) через токсичність речовини. ШІ поки що не може передбачати ці фактори. Тому шанси на успіх у ліків такі самі, як і у препаратів, створених людьми.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
13-летняя школьница из Николаевской области родила от взрослого: мужчина придумал, как избежать наказания
TSN
2026-10-03T07:09:14Z
На территории России устроили ядерный взрыв
Gazeta UA
2026-10-02T05:06:03Z
14-летняя девушка задушила военного: неожиданные детали преступления в Ровно
MY.UA
2026-10-09T09:27:26Z
В Тернополе мужчина 5 минут мастурбировал в маршрутке: всё закончилось неожиданно
TSN
2026-10-12T09:03:59Z
Ящерицы в шампуне: пожарный пытался провезти 92 рептилии в Германию
MY.UA
2026-10-15T19:13:35Z
Убийство военнослужащих в Харьковской области: СБУ раскрыла детали дела. ВИДЕО
Новости Украины
2026-10-15T18:18:38Z
Показали страшные последствия ракетной атаки РФ на Киев
Gazeta UA
2026-10-14T04:57:30Z
Грибники рискуют не только отравиться: в лесах обнаружили опасные "сюрпризы"
Знай
2026-10-02T15:00:44Z
В США раскрыли убийство ребенка спустя 65 лет: личность подозреваемого шокировала следователей
TSN
2026-10-15T11:33:49Z
Украинцам могут удвоить стаж для пенсии: какие условия следует выполнить
Знай
2026-10-15T09:21:40Z
Давление может снизиться без таблеток: ученые назвали одно простое упражнение
Comments UA
2026-10-08T21:33:28Z
Магнитная буря 15 октября: какая ее мощность
TSN
2026-10-15T03:33:36Z
Чем полезны белые грибы для организма: какие витамины содержат и кому их не стоит есть
TSN
2026-10-15T11:12:45Z
Завышенные цены на лекарства: как проверить реальную стоимость препарата онлайн и куда жаловаться
Знай
2026-10-15T17:21:19Z
Вылез сквозь кожу века: врачи обнаружили у парня зуб в глазнице
TSN
2026-10-15T17:06:35Z
Что будет с сердцем, костями и уровнем сахара, если каждый день есть вареные яйца: ответ ученых
TSN
2026-10-04T09:48:38Z
Минус 7,5 кг благодаря уксусу: ученые назвали условие, при котором популярное средство может сработать
Comments UA
2026-10-15T06:06:50Z
Никогда не ложитесь спать в это время: врачи объяснили, чем это угрожает здоровью
TSN
2026-10-07T09:36:29Z
Не пропустите эти дни: когда квасить капусту в октябре 2026 года, чтобы была хрустящей
TSN
2026-10-14T16:06:23Z
Как сохранить тепло и сократить расходы — поможет один предмет из кухни
GlavRed
2026-10-15T16:15:08Z
Никогда не делайте этого с унитазом: сантехники назвали три ошибки, которые могут дорого стоить
TSN
2026-10-03T15:36:22Z
Зачем оставлять разрезанный картофель в ванной на ночь: неожиданный результат
GlavRed
2026-10-02T16:26:37Z
Стало известно, как лучше сохранить картофель до весны
AgroNews
2026-10-15T19:21:49Z
Что нужно сделать в саду и на огороде в октябре: какие цветы посадить, что выкопать и как подготовить грядки
TSN
2026-10-15T16:21:42Z
Никогда не кричите эти семь слов своей собаке: кинологи объяснили, чем это может навредить
TSN
2026-10-03T16:06:20Z
Почему ни в коем случае нельзя оставлять падалицу под яблоней: что с ней лучше сделать
TSN
2026-10-02T11:12:19Z
Чем кормить Барбоса и Мурчика, когда привычного корма нет: разбираем меню четырехлапых
Комсомольская правда
2026-10-13T08:01:36Z
"Это начали не школьники": что на самом деле стоит за протестами в школах Франции
ZN UA
2026-10-15T15:36:59Z
Новая угроза затмит все: Стерненко призвал готовиться к тысячам российских крылатых ракет
Новости Украины
2026-10-02T17:33:52Z
Миллионный ущерб и массовые вырубки: экоинспекторы подвели итоги недельных проверок
Знай
2026-10-02T07:33:30Z
Генштаб обновил данные о потерях российских оккупантов - инфографика
Gazeta UA
2026-10-02T07:06:59Z
Все может измениться 16 октября: три знака Зодиака стоят на пороге новой жизни
TSN
2026-10-15T18:06:28Z
Россияне искали исполнителя для поджога польского завода, производящего дроны для ВСУ
ZN UA
2026-10-15T17:48:16Z
Церковный праздник 2 октября: история Киприана и Юстины, приметы и что нельзя делать
Знай
2026-10-02T07:06:59Z
Кадровик больше не имеет права требовать ее: что изменилось при приеме на работу
Знай
2026-10-02T03:21:54Z
Генштаб обновил данные о потерях российских оккупантов
Gazeta UA
2026-10-15T07:00:41Z
Умерла 13-летняя дочь известного актера: названа причина
Фокус
2026-10-02T08:45:28Z
Шорты и хвост: худющую Пугачеву засняли на улице с Галкиным
GlavRed
2026-10-12T09:57:06Z
Муж Ирины Федишин рассказал о сложных родах и потере дочери
MY.UA
2026-10-15T07:08:08Z
Григорий Решетник откровенно высказался о Цымбалюке и заинтриговал деталями: что сказал ведущий
TSN
2026-10-15T13:09:11Z
5 вещей, на которых нельзя экономить: Андре Тан дал важный список
GlavRed
2026-10-15T19:12:45Z
Тот самый Карл из "Ходячих мертвецов" снял короткометражный фильм по мотивам Resident Evil 7 от Capcom
GameMag
2026-10-15T19:06:51Z
«Рот, полный крови»: Виктор Павлик экстренно госпитализирован после операции
MY.UA
2026-10-15T12:47:12Z
Популярная 52-летняя актриса беременна третьим ребенком
GlavRed
2026-10-15T11:54:55Z
Клара Катарина позировала в нежном кружевном образе: фото
Gazeta UA
2026-10-02T01:15:22Z
Неожиданное предложение: Как одно пиво может спасти жизнь в Украине?
MY.UA
2026-10-15T13:33:47Z
Прекратятся ли выплаты пенсий в Украине: эксперты сделали интересный прогноз
TSN
2026-10-02T14:36:14Z
Пропустите срок — потеряете часть пенсии: ПФУ предупредил украинцев
Знай
2026-10-04T11:36:06Z
Курс валют на 8 октября: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2026-10-08T07:30:18Z
Переводы с карты на карту: какие операции активируют финмониторинг
Знай
2026-10-15T18:39:28Z
Рыба в Украине подорожает еще на 10-30%: сельдь и семга уже стоят до 290 и 1000 грн за кг
Знай
2026-10-15T18:27:05Z
РФ разрывают взрывы: вслед за "Яндексом" накрыли важную цель путинского "Газпрома"
TSN
2026-10-08T04:51:38Z
Яхты, небоскребы и 25 млрд грн годового дохода: как живет фигурант рекордной взятки в истории Украины Злочевский
Comments UA
2026-10-07T18:18:34Z
Индия представила трехэтапный план перемирия: что предлагает Нью-Дели?
MY.UA
2026-10-07T15:57:47Z
Activision считает, что пресса перестала по достоинству оценивать игры серии Call of Duty
GameMag
2026-10-15T18:42:08Z
ТЦК насильно отбирают телефон: 4 шага, которые помогут себя защитить
Знай
2026-10-14T05:15:29Z
На Солнце произошла мощная вспышка: сколько баллов будет магнитная буря 7 октября
TSN
2026-10-07T03:36:41Z
Какие 5 бюджетных смартфонов 2026 года держат заряд до 3 дней?
MY.UA
2026-10-03T16:24:13Z
Дебра Уилсон не понимает, почему Каллисто в PS5-эксклюзиве Marvel’s Wolverine сделали похожей на неё
GameMag
2026-10-15T19:25:20Z
Control Resonant стала самой быстропродаваемой игрой за всю историю Remedy Entertainment
GameMag
2026-10-15T18:30:54Z
Кофе на собеседовании: в Сети разгорелась дискуссия о правилах трудоустройства
TSN
2026-10-02T14:21:08Z
ИИ прогнозирует урожай клубники по видео со смартфона на 4 недели вперед: погрешность до 10%
Знай
2026-10-13T19:06:59Z
Удары по "Яндексу" сократили активность российских агрессивных ботов в Европе: эксперт раскрыл подробности
TSN
2026-10-12T12:06:16Z
Трамп признался, что у него очень серьезные проблемы со здоровьем
Comments UA
2026-10-15T19:12:49Z
Бомбардировать до капитуляции: Кремль хочет "выключить" три крупнейших города Украины - NYT
TSN
2026-10-15T15:54:42Z
Вопрос совсем не в дизеле: Украину предупредили об истинной опасности нового соглашения Трампа и Путина
Comments UA
2026-10-15T08:12:25Z
«Разнести в щепки» все НПЗ России: в Европе внезапно выступили против призывов Трампа
Comments UA
2026-10-15T09:12:01Z
Британия предупредила США о последствиях уступок России: чем это угрожает миру
TSN
2026-10-15T19:21:54Z
Трамп отменил прямую трансляцию казни: почему он передумал
ZN UA
2026-10-15T19:21:54Z
Новая эра онлайн-шоппинга: Рада приняла НДС на посылки до €150
MY.UA
2026-10-15T08:40:48Z
«Они это начали»: Путин отверг «перемирие» Трампа и пригрозил Украине новыми ударами по инфраструктуре
Новости Украины
2026-10-15T16:57:38Z
У Киева нет плана "Б": Денисенко объяснил, на что рассчитывает Европа
GlavRed
2026-10-15T16:15:44Z
Везли через Беларусь и Польшу: на Днепропетровщине похоронили военную армию РФ — соцсети
TSN
2026-10-15T18:09:07Z
ОСМД дают до 300 000 грн на свет во время блэкаутов: как подать заявку онлайн
Знай
2026-10-15T11:21:38Z
На Украину сунет опасная стихия: синоптики забили тревогу и назвали "красные" области
TSN
2026-10-08T05:51:05Z
Ночной арест для ветерана: что известно о деле Любомира Дмитришина после протестов на Теремках
MY.UA
2026-10-07T21:38:28Z
Россия атаковала город на западе Украины: есть перебои со светом и водой
TSN
2026-10-15T19:21:47Z
Рядом с Героями Украины в Верхнеднепровской громаде тайно похоронили кадрового военного РФ. ФОТО
Новости Украины
2026-10-15T19:06:44Z
Причастные к разрушению Херсонеса: ГУР раскрыло личности пяти участников незаконных раскопок
MY.UA
2026-10-07T13:07:43Z
"На характере": украинский НРК самостоятельно сбил российский дрон, который пытался его атаковать
ZN UA
2026-10-07T09:09:46Z
Россияне атаковали Киев: в столице вспыхнули пожары, есть погибшие
TSN
2026-10-07T06:51:49Z
Конкурент Ford Puma: чем удивит новый Hyundai Bayon
Фокус
2026-10-13T07:27:09Z
Почему гибрид может разочаровать: пять недостатков, о которых в автосалоне умалчивают
Фокус
2026-10-12T14:03:01Z
Штраф до 680 грн за изношенные шины: какой протектор разрешён водителям зимой
Знай
2026-10-02T20:15:43Z
Porsche готовит бензиновую замену Macan: прототип заметили на тестах
Фокус
2026-10-15T12:57:45Z
В Киеве заметили ультраредкий "Гелендваген": всего 120 в мире
Фокус
2026-10-15T09:12:54Z
Sony представила лимитированный контроллер DualSense в стиле Gran Turismo — выйдет в декабре
GameMag
2026-10-15T01:04:50Z
Водители думают, что у них есть 200 метров: на самом деле камеры фиксируют скорость иначе
TSN
2026-10-14T11:54:23Z
Toyota Land Cruiser 5 лет простоял на улице без присмотра: получилось ли его "оживить"
Фокус
2026-10-14T11:42:23Z
Возвращение легенды: в Париже дебютировал полностью электрический Smart
Фокус
2026-10-14T10:42:42Z
Реванш между Даниэлем Дюбуа и Фабио Уордли: детали поединка
Gazeta UA
2026-10-14T14:33:30Z
Дом украинского боксера Усика пострадал от российского обстрела
ZN UA
2026-10-02T14:51:45Z
Лидер сборной Дании в матче против Португалии отпраздновал гол в стиле Роналду
ZN UA
2026-10-02T09:09:33Z
Мальдера объявил заявку: семь игроков пропустят матч Украины с Венгрией
MY.UA
2026-10-05T06:29:33Z
Ліга конференцій: Університатя Крайова з Романчуком зіграла внічию з Хетафе, Аякс з Циганковим поступився Хайдуку, а Трабзонспор розгромив суперника без Батагова та Маліновського та інші
Football.ua
2026-10-15T19:15:19Z
Дом чемпионки мира пострадал от атаки: ужасная реальность Влады Харьковой
MY.UA
2026-10-15T16:39:07Z
Фьюри заявил, что обговорил с Усиком проведение третьего боя в Нью-Йорке
ZN UA
2026-10-04T09:30:03Z
Трещины на стекле: как атака РФ изменила жизнь семьи Усиков
MY.UA
2026-10-02T10:23:34Z
Непобедимый "Манчестер Сити" уничтожил "Ливерпуль" 3:0 после финансового скандала
MY.UA
2026-10-12T02:52:45Z