Искусственный интеллект также для разработки новых лекарств

Исследователи из Федерального технологического института в Цюрихе разработалиИскусственный интеллект способный значительно ускорить развитие новые наркотики и оптимизировать существующие.

Искусственный интеллект ETH способен определить, в какой точке молекул каркаса можно разрабатывать новые активные ингредиенты, а также определить оптимальные условия для химические реакции запросы успешны.

Le прогностические возможности новой модели удивительны: предсказания ИИ, проверенные в лаборатории на уже известных молекулах лекарств, оказались верными в пяти из шести случаев.

«Большая сотня» химии и проблемы мировой экономики
Разработка новых лекарств, расширение библиотек благодаря химии

Синтез новых лекарств на пути к настоящей революции

На сегодняшний день выявить и произвести новые лекарства и активные ингредиенты пришлось пройти долгий экспериментальный путь, состоящий из гипотез, проб и ошибок: путь очень затратный по времени и ресурсам и полный тупиков.

Обычно для создания новых фармакологически активных молекул химики используют методы синтеза получают в результате уже известных химических реакций, а затем проверяют каждый из этих методов посредством лабораторных экспериментов.

Сегодня, однако,Искусственный интеллект permette события, которые были немыслимы всего несколько лет назад, а новые технологии могут найти применение и в области синтеза новых лекарств. Ученые из ETH Zurich и исследователи из Roche Pharma Исследования и ранние разработки разработали модель ИИ, которая помогает определить лучший метод синтеза, а также может указать вероятность его успеха.

Наш метод позволяет значительно сократить количество необходимых лабораторных экспериментов.«, Он объясняет Кеннет Атц, докторант Института фармацевтических наук ETH Zurich, который вместе с профессором Гисберт Шнайдер, разработал модель ИИ.

MSD, фармацевтический сектор в Нидерландах становится зеленым
В животе есть "шпион", а это пластырь с сенсорными функциями

Как рождаются новые лекарства: каркасы и функциональные группы

Il Модель искусственного интеллекта синтез новых лекарств на данный момент проверен с помощью химической реакции борилирование, одна из тех «уже известных реакций», используемых для производства новых активных ингредиентов. Обычно они состоят изстроительные леса с которыми связаны так называемые функциональные группы такие как амиды (например, парацетамол) и спирты (например, глицерин).

Эти леса, или эшафот, служат для поддержки функциональных групп и удержания их в правильном положении, чтобы они действовали определенным образом. Однако каркасы в основном состоят из атомов углерод и водород, что делает их совсем не реакционноспособными: получение связи с функциональными атомами, такими как азот, кислород или хлор, совсем не очевидно.

Чтобы добиться успеха в создании этих связей, вам необходимо химически активировать каркасы через реакции отклонения. Борилирование является одним из таких методов активации: оно заключается в связывании химической группы, содержащей бор, с атомом углерода каркаса, а затем удобной замены ее другой фармакологически эффективной группой.

Вода, трава и человечество: когнитивные пределы искусственного интеллекта
Новая компьютеризированная карта пациента: полный вперед в Швейцарии

Искусственный интеллект триумфально входит в лабораторию

Один из способов производить новые лекарства а улучшение существующих заключается в размещении функциональных групп в новые сиденья на лесах: искусственный интеллект, разработанный исследователями из Федерального технологического института в Цюрихе, позаботится об упрощении этого шага. Модель способна идентифицировать новые возможные дополнительные местоположения и определять оптимальные условия для успеха реакции активации.

Первоначальная идея, как они объясняют, заключалась в том, чтобы взять реакции, описанные в научной литературе, и использовать их для обучить модель искусственного интеллекта будет использоваться для идентификации как можно большего количества сайтов борилирования на новых молекулах.

Хотя борилирование имеет большой потенциал, реакцию трудно контролировать в лаборатории.— объясняет Ац, —вот почему наш углубленный поиск в мировой литературе выявил лишь чуть более 1.700 научных статей по этой теме.». Чтобы обеспечить качество данных, передаваемых в модель ИИ, команда сузила источники до 38 особо надежных документов, в которых описывается в общей сложности 1.380 реакций борилирования.

Результаты научной литературы затем были интегрированы с оценками В лаборатории проведено 1.000 реакций управляемый отделом исследований медицинской химии компании «Рош», что позволяет проводить химические реакции в миллиграммовом масштабе и анализировать их одновременно. «Сочетание автоматизации лабораторий с искусственным интеллектом имеет огромный потенциал"Объясняет Дэвид Ниппа, аспирант компании Roche, «может значительно повысить эффективность химического синтеза и одновременно улучшить его. устойчивость».

Инновационная терапия инсульта благодаря швейцарской медицине
Путаница и контроль во времена искусственного интеллекта

Отличная предсказательная способность, особенно с 3D-данными

На основе пула данных, извлеченных из научной литературы и лабораторных испытаний, модель ИИ продемонстрировала удивительная предсказательная способность: его предсказания были проверены с использованием шести уже известных молекул лекарств, а в пять из шести случаев лабораторные испытания подтвердили запланированные дополнительные места.
Модель оказалась столь же надежной, когда дело дошло до идентификации участков на каркасе, где активация невозможна, и определения оптимальных условий для реакции активации.

Прогнозы улучшились еще больше, когда модель получила доступ к 3D-информация на молекулах отправная точка, а не просто их химическая формула: «Кажется, что модель развивает своего рода трехмерное химическое понимание.», — объясняет Ац.

Молодой аспирант Политехнического института сейчас работает ученым в области искусственного интеллекта в области медицинской химии в компании Roche: «Очень интересно работать на стыке академических исследований в области искусственного интеллекта и автоматизации лабораторий»., объяснил, «И мне приятно иметь возможность продвигать все это вперед с лучшим содержанием и методами.».

Химия будущего: новые вызовы отрасли для устойчивого развития
Беспрецедентный синтетический пластырь для герметизации внутренних ран