Newsy

Sztuczna inteligencja znacząco przyspiesza opracowywanie przeciwciał. To rewolucja w farmacji na skalę odkrycia prądu

2024-09-23  |  06:25

Immunoterapia, która polega na aktywacji układu odpornościowego chorego w celu walki z daną chorobą, jest jedną z najprężniej rozwijających się gałęzi medycyny. W ciągu 10 lat rynek wykorzystywanych w niej przeciwciał może wzrosnąć trzykrotnie – oceniają analitycy Fact.MR. Polski start-up Genotic wykorzystuje do prac nad przeciwciałami celującymi w określony antygen sztuczną inteligencję. Pozwala ona znacznie skrócić cały proces z wielu miesięcy nawet do 21 dni.  

– Sztuczna inteligencja daje nam możliwość automatyzacji bardzo wielu procesów w biotechnologii i farmacji, począwszy od wyszukiwania nowych kandydatów na leki, nie tylko małocząsteczkowych, ale tych dużo trudniejszych, czyli przeciwciał. Biologiczne leki, czyli przeciwciała, są jednymi z najlepszych leków, więc one są dużo trudniejsze w projektowaniu, ale sieci głębokiego uczenia dają nam możliwość w bardzo krótkim czasie tworzenia nawet spersonalizowanych przeciwciał na konkretne epitopy targetów u pacjentów. To jest ogromna rewolucja na skalę odkrycia prądu, która w tym momencie zachodzi w świecie biotechnologii i farmacji – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Grzegorz Warzecha, założyciel Genotic.

Polski startup z wykorzystaniem sztucznej inteligencji projektuje, testuje i produkuje przeciwciała, które mogą być użyte m.in. w diagnostyce i leczeniu chorób zakaźnych, autoimmunologicznych czy onkologicznych. Struktury białek są przewidywane na podstawie sekwencji. Pozwala to znacznie usprawnić proces i przeciwciała celujące w określony antygen.

– My wykorzystujemy sztuczną inteligencję przede wszystkim do projektowania spersonalizowanych przeciwciał wysoko specyficznych do konkretnych targetów, tak jak na przykład HER2 w przypadku nowotworu raka piersi. Chcemy wyjść z dużą bazą przeciwciał na bardzo wiele różnych targetów na rynku R&D i diagnostyki. Jednocześnie bardzo ambitnie pracujemy nad tym, żeby za pomocą sieci głębokiego uczenia automatyzować procesy w laboratoriach, bo w Stanach Zjednoczonych i Europie Zachodniej powstaje coraz więcej tzw. dark labów, czyli laboratoriów, gdzie wiele procesów jest automatyzowanych przez roboty, bo bardzo mocno skraca to pracę, przyspiesza wiele eksperymentów i daje dużo szybsze dojście do dobrych cząsteczek, które musimy zweryfikować, zanim trafią do testów klinicznych – wskazuje Grzegorz Warzecha.

Przykładem wykorzystania sztucznej inteligencji w medycynie jest model AlphaFold 3, opracowany przez Google DeepMind i Isomorphic Labs. Rozwiązanie modeluje duże biocząsteczki, takie jak białka, DNA i RNA, a także małe cząsteczki. Może też modelować modyfikacje chemiczne tych cząsteczek, wpływające na zakłócanie pracy komórek, które prowadzi do choroby. W praktyce oznacza to rewolucyjną zmianę w możliwości opracowywania nowych, innowacyjnych terapii. Genotic wykorzystał AlphaFold do opracowania swojej platformy do generowania struktury przeciwciał.

– Największą wartością sieci głębokiego uczenia jest wykonywanie procesów projektowania leków w całości cyfrowo na komputerze, tzw. in silico, bo zmienia i upraszcza to kompletnie proces szukania nowych kandydatów. Bardzo wiele prac laboratoryjnych możemy uprościć poprzez znajdywanie dobrych kandydatów wcześniej za pomocą sieci głębokiego uczenia – wyjaśnia ekspert Genotic.

Bazową technologią w pracach nad przeciwciałami jest ich projektowanie w organizmie zwierzęcia. Przykładowo w przypadku wirusa następuje wstrzyknięcie wyizolowanego wirusa zwierzęciu, a po długich miesiącach oczekiwania z krwi zwierzęcia są izolowane wytworzone przeciwciała – o ile zaszła reakcja immunologiczna. Dopiero na tej podstawie przeprowadzane jest sekwencjonowanie białka i określenie struktury, a po tym procesie może ruszyć produkcja.

– My jesteśmy w stanie zaprojektować przeciwciało w ciągu 48 godz. na 200–300 kartach graficznych, co powoduje, że dosłownie w dwa dni mamy bardzo wielu kandydatów zweryfikowanych, którzy mogą zostać wyprodukowani i przekazani do weryfikacji laboratoryjnej – ocenia Grzegorz Warzecha.

Potem następuje sprawdzenie skuteczności i specyficzności działania kandydatów, a ostatecznie, spośród tysięcy wytypowanych kandydatów, w laboratorium wybieranych jest kilku z najlepszymi parametrami.

Już dziś przeciwciała monoklonalne stanowią najbardziej oczekiwany element terapii, np. w chorobach hematoonkologicznych: szpiczaku plazmocytowym czy chłoniaku DLBC. Przeciwciała dwuswoiste z jednej strony rozpoznają nieprawidłowe komórki, a z drugiej – uczą układ odpornościowy, jak je zwalczać. Według Fact.MR światowy rynek przeciwciał osiągnął w 2022 roku obroty przekraczające 197 mld dol. Do 2032 roku przychody wzrosną ponad trzykrotnie – do 608 mld dol.

– Wierzę, że przyszłość nas jako pacjentów również będzie polegała na tym, że firmy będą tworzyły dla nas leki on demand, sekwencjonując nasz RNA-seq, DNA, czyli widząc struktury naszej choroby, będą tworzyć spersonalizowane leki w bardzo krótkim czasie i dostarczać je pacjentowi w trzy tygodnie od rozpoczęcia badań – przewiduje założyciel Genotic. – To jest nowy trend, który pojawia się na całym świecie. Sieci głębokiego uczenia potrafią dobrze sobie radzić z mapowaniem reprezentacji, czyli z tworzeniem pewnych struktur, takich jak np. cząsteczki białkowe. Ten progres jest radykalny przez ostatnie dwa lata.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

BCC Gala Liderów

Jedynka Newserii

Prawo

Unijne przepisy zwiększą bezpieczeństwo inwestycji w kryptowaluty. Nowe regulacje mają uporządkować rynek

Wprowadzona przez Unię Europejską regulacja Markets in Crypto-Assets (MiCA) to pierwsza na świecie duża próba regulacyjna, która ma wprowadzić standaryzację i bezpieczeństwo do branży kryptowalut. Według założeń nowe przepisy mają uporządkować rynek i stanowić pierwszy krok do dogonienia Stanów Zjednoczonych. Nie brakuje jednak przeciwników takiej próby, którzy ostrzegają, że regulacje nie tylko nie spełnią swojej funkcji, ale mogą de facto zahamować rozwój kryptowalut w Europie.

Edukacja

Kompetencje STEM wchodzą szerzej do edukacji. Inicjatywa edukacyjna Amazon objęła już pół miliona dzieci w Polsce

Na warszawskiej Pradze Północ otwarto właśnie pierwszą STEM Kindlotekę, czyli przestrzeń edukacyjną dla dzieci i młodzieży, która stawia na rozwój kompetencji w obszarze nauki, technologii, inżynierii i matematyki. To inicjatywa Amazon i stowarzyszenia Cyfrowy Dialog rozwijana od 2019 roku, w ramach której funkcjonuje ponad 100 takich placówek, a z prowadzonych w nich zajęć skorzystało już pół miliona dzieci. STEM uważane są za kompetencje przyszłości, a badania wskazują, że można je rozwijać już u najmłodszych uczniów.

Prawo

Zmieni się definicja mobbingu. Nowe prawo da skuteczniejsze narzędzia ochrony nękanym pracownikom

Ministerstwo Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej chce uprościć prawną definicję mobbingu. Dodatkowo opracowywana nowelizacja przepisów ma nałożyć nowe obowiązki na pracodawców, których celem będzie określenie zasad przeciwdziałania mobbingowi i to na poziomie regulaminu pracy lub innych wewnętrznych regulacji. Dzięki któremu podwładni będą bardziej świadomi swoich praw i będą mogli lepiej reagować na przypadki ich łamania.

Partner serwisu

Instytut Monitorowania Mediów

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.