Дослідження вчених з KAIST демонструє, як штучний інтелект може автоматично проєктувати оптимальні кандидати лікарських засобів для мутацій, що спричиняють рак, використовуючи лише дані про білок-мішень.
Традиційні методи створення ліків передбачають ідентифікацію білка-мішені, який спричиняє захворювання, та пошук молекул, здатних зв’язатися з ним і заблокувати його функції. Цей процес дорогий, тривалий та має низький відсоток успіху. Розроблений командою професора Ву Йон Кіма AI-модуль BInD (Bond and Interaction-generating Diffusion) створює молекули, оптимізовані під структуру білка, без попередніх даних про відомі зв’язувальні сполуки.
Ключовою інновацією є підхід «одночасного проєктування». Попередні моделі або генерували молекули, або перевіряли їхню здатність до зв’язування. BInD поєднує ці кроки, одразу враховуючи механізм взаємодії з білком. Це підвищує ймовірність створення ефективних і стабільних молекул, оскільки процес відразу враховує типи атомів, їхнє розташування, ковалентні зв’язки та взаємодії.
Модель здатна одночасно оптимізувати кілька ключових параметрів: силу зв’язування з мішенню, фармакологічні властивості та структурну стабільність. Раніше системи жертвували одними характеристиками заради інших, що знижувало їхню практичну користь. Як пояснюють автори, алгоритм базується на «дифузійному моделюванні» — підході, коли структура формується з випадкового стану, поступово набуваючи бажаних властивостей.
На відміну від AlphaFold 3, який визначає координати атомів, BInD інтегрує знання про реальні хімічні закони — зокрема довжини зв’язків і відстані між лігандом та білком. Також використовується стратегія повторного застосування успішних схем зв’язування з попередніх результатів. Це дозволяє створювати ще ефективніші молекули без додаткового навчання.
Особливе значення має успішне проєктування молекул, що вибірково зв’язуються з мутованими залишками EGFR — білка, пов’язаного з розвитком раку. За словами професора Кіма, «новостворений ШІ здатен вивчати та розуміти ключові риси, необхідні для міцного зв’язування з білком-мішенню, і створювати оптимальні молекули навіть без попередніх даних. Це може суттєво змінити парадигму розробки ліків».
«Оскільки технологія генерує молекулярні структури, виходячи з принципів хімічної взаємодії, вона здатна забезпечити швидший і надійніший процес розробки препаратів», — підсумував дослідник.
cikavosti.com