Инженеры из Школы фармацевтики при Университете Каролины создали искусственный интеллект, который способен создавать новые лекарства с нуля без помощи человека. Разработка описана в журнале «EurekAlert!».
Разработка новых фармацевтических препаратов происходит благодаря изменению молекул. Химики выбирают целевую молекулу с известным потенциалом, а затем вручную «настраивают» ее для борьбы с конкретным заболеванием — повышают потенцию и избавляют от свойств, которые могут нанести вред организму.
Во время этого процесса ученые добавляют и исключают атомы и связи, отвечающие за определенные химические реакции. Каждая такая операция занимает несколько часов — в результате разработка лекарств отнимает много времени и сил.
Искусственный интеллект, созданный учеными Александром Тропшей, Александром Исаевым и Марией Поповой, состоит из двух связанных между собой нейросетей, которые выполняют роли «учителя» и «ученика». «Учитель» владеет «языком» создания лекарств — нейросеть является своего рода словарем, в которую загружены данные о 1,7 млн известных биологически активных молекулах, их свойства и правила взаимодействия друг с другом.
«Ученик» обучается навыкам создания лекарств и со временем предлагает более удачные молекулы, которые могут стать основой для новых препаратов.
Александр Тропша
Университет Каролины
«Если мы сравним этот процесс с изучением языка, то после того, как ученик узнает молекулярный алфавит и правила языка, он может создавать новые „слова“ или молекулы. Если новая молекула реалистична и имеет желаемый эффект, учитель утверждает ее, а если нет, учитель не одобряет, заставляя ученика избегать плохих молекул и создавать хорошие».
В основе нейросетей лежит система ReLeaSE — вычислительный метод, широко используемый фармацевтической промышленностью для выявления жизнеспособных кандидатов на лекарства. Ученые использовали ReLeaSE для разработки молекул с индивидуальными физическими свойствами, такими как температура плавления и растворимость в воде, и для разработки новых соединений с ингибирующей активностью против фермента, связанного с лейкемией.