Az OCD-vel, azaz obszesszív-kompulzív zavarral az egyszerű hétköznapokon sem egyszerű együttélni, világjárvány idején pedig, mikor az ember folyamatosan a fertőzés terjedéséről, az észrevétlenül leselkedő vírusról, a napi százszori ajánlott kézmosásról hall, igazi rémálom lehet. Mintha az addigi irracionálisnak mondott tévképzetek hirtelen valósággá válnának. A kényszerbetegség kontrollálására eddig is léteztek terápiák és gyógyszerek, de a kutatások folyamatosan zajlanak a hatásosabb kezelések fejlesztése érdekében. Az orvosoknak most új segítsége akadt: a mesterséges intelligencia.

Dr. MI

A MI előnye a humán kutatókkal szemben, hogy egyszerre hatalmas mennyiségű adatot képes átnézni és analizálni, töredékére csökkentve a gyógyszerkutatásra szánt időt.

Az egyesült királyságbeli Exscientia, és a japán Sumitomo Dainippon Pharma közös programjában az algoritmus tizenkét hónapra redukálta az egyébként akár öt évig tartó fejlesztési folyamatot, melynek során új OCD gyógyszert próbáltak kifejleszteni.

A kutatások azért emésztenek fel ilyen óriási mennyiségű időt (és ezzel arányosan pénzt is), mert az atomok és molekulák milliónyi lehetséges kombinációjából kiválasztani azt, ami valóban hatásos, nem egyszerű feladat, ha a kivitelezés emberekre van bízva. A mesterséges intelligencia tulajdonképpen egy rendkívüli teherbírású asszisztensnek felel meg, ami leveszi az orvosok válláról a terhet, hogy a számítási feladatokat manuálisan végezzék. A gyógyszermodellek koncepciójának kialakításása eddig a kutatók felelőssége volt, de egyre nagyobb mértékben támaszkodnak az algoritmusok alkalmazására a teljes program kivitelezésében. A bizalom pedig megalapozottnak tűnik, az elmúlt hónapokban/években gyakran bebizonyosodott, hogy a MI pontosabb diagnózist tud felállítani, mint az emberek, illetve volt már példa rá, ahogy arról mi is beszámoltunk, hogy működő orvosságot sikerült kifejleszteni az algoritmus segítségével.

“Milliárdnyi döntést kell meghozni ahhoz, hogy megtaláljuk a megfelelő molekulákat és hatalmas döntés, hogy precízen megtervezzünk egy gyógyszert.“

- mondta az Exscientia vezetője, Andrew Hopkins - “Az algoritmus szépsége, hogy agnosztikus (szabadgondolkodó), így bármilyen betegség esetében alkalmazható.”

Hogyan készült?

Először is a mesterséges intelligencia millió potenciálisan újfajta molekulát alkotott, melyek megfeleltek a specifikációknak. Utána egy gépi tanulási platform segítségével próbálták előrejelezni, mely összetevők lesznek aktívak a tesztelt ezernyi proteinnel szemben. A harmadik fázisban egy harmadik típusú algoritmust, az úgynevezett aktív tanulást vették igénybe, mely automatikusan kiválasztotta azokat a prioritást élvező alapanyagokat, melyet “véleménye szerint” a kutatóknak érdemes tesztelni.

A program lehetőséget adott egy minden eddiginél pontosabb tervezésre, mivel a MI nagyszámú modellezési cél egyszeri teljesítésére volt képes.

“Ezért annyira fontos ez az áttörés, mert bemutatja, hogyan használhatjuk a mesterséges intelligenciát a molekulák megalkotásában.” - mondta Hopkins - “Az algoritmus (másik) szépsége, hogy számára minden atom számít.”

DSP-1181

Egyelőre a gyógyszernek nincs jól csengő, reklámozható neve, egyszerűen csak DSP-1181-nek hívják. Az összetevő az 5-HT1A szerotonin agonistájaként működik, vagyis a receptor teljes aktivitását meggátolja, míg az eddig létező szerek csak részleges blokkot hoztak létre. Az új anyag felezési ideje szintén sokkal hosszabb, mint az előzőeké.

A gyógyszer ágense az OCD-vel összekapcsolható idegi pályákat manipulálja, ami a sztenderd kezeléseknél gyorsabb hatást ígér a kutatók reményei szerint.

Pharma-tech

A DSP-1181 valódi jelentősége, hogy ez egy teljesen új kémiai entitás, melynek felfedezése az algoritmus bevonásának köszönhető. A produktivitás növelése a gyógyszeriparban fontos cél, a rendhagyó módszerek alkalmazása, amelyek kihívást jelentenek a tradicionális munkafolyamatok számára, pedig nagyban növelhetik az eredményességet. Az algoritmusok hatékonysága, kombinálva az emberi kreativitással: ez lehet a jövő kutatásainak kulcsa. Hopkins reményei szerint az automatizáció nem csak a modellek készítésében, hanem már a fejlesztésben is felhasználásra kerülhet és új jelentést adhat a pharma-tech intézményének. A betegek örülhetnek, hiszen az eddigi 10-15 évről, ami egy orvosság felfedezésének kezdetétől a piacon való megjelenéséig eltelt, sokkal kevesebbre csökkenhet a várakozási idő. A gyógyszeripari gyártók szintén örülhetnek, mert ez kihúzhatja őket a gödörből, melybe a hatalmas költségek miatt kerülhetnek.

A kutatók között azonban vannak kételkedők is.

A probléma szerintük abban áll, hogy a legismertebb betegségek gyógyítására már léteznek gyógyszerek, az új fejlesztések a nehezen kezelhető, komplexebb megoldásokat igénylő esetek kezelésében alkalmazhatóak. Ezekben az esetekben pedig nem mindig áll rendelkezésre elég információ, márpedig az algoritmus adatok betáplálásával működik. “Egész egyszerűen nincs elegendő megbízható információ, melyet be lehetne táplálni a legnagyszerűbb mesterséges intelligencia szoftverekbe a világon, amely meg tudná jósolni, mi fog történni az OCD, a depresszió, a szorongás vagy más pszichiátriai rendellenesség esetében.” - mondta Derek Lowe, a Science Translational Medicine gyógyszerfejlesztésekkel foglalkozó szakértője.

“Az orvosságok elbuknak a tesztek második fázisában, mert nem jól választottuk meg a célt, mert a biokémiai tudásunk az adott kórról nem megfelelő vagy nem teljes.”

Bármelyik oldalnak is van igaza, a mesterséges intelligencia alkalmazása minden területen, így az orvostudományban is mindenképpen a jövő részét fogja képezni, mint ahogy annak idején a számítógép alkalmazása is elterjedt, megkönnyítve az emberek munkáját. Úgy gondolni a MI-ra, mint élő entitásra a sci-fi filmek által kialakított kép túlzásaihoz tartozik, valójában ez csak egy eszköz. “Inkább szoftver, mint Schwarzenegger”, ahogy Colin Johnson, a Kent Egyetem számítástechnikai tudósa fogalmazott. A kódok, melyek a számítógépen futnak, modelleket és matematikai számításokat végeznek, hasznos segítséget nyújthatnak a kutatásokban, csak az a kérdés, mennyire tudnak egyedül döntéseket hozni, és milyen mértékben van szükség az emberi beavatkozásra. A DSP-1181 humán tesztjei most kezdődnek, a koronavírus ellenszerének sürgető feladatában is bevetik a MI-át a világ számos országában, így nemsokára pontosabb képet kaphatunk róla, mennyire hatásos eszköz a mesterséges intelligencia a kutatásokban.

(Fotó: Flickr/brother-uk)