В рамках саммита VietAI Summit 2019 д-р Труйен Тран выступил с докладом о том, как современный ИИ можно использовать для разработки лекарств.

Современный ИИ для обнаружения лекарств

Доктор Труйен Тран — доцент кафедры искусственного интеллекта Университета Дикина.

Аннотация: Современный ИИ, основанный на глубоком обучении, добился больших успехов в когнитивных областях, таких как компьютерное зрение и языки, где люди могут естественно работать хорошо. В настоящее время ИИ ускоряет работу в областях, которые традиционно требуют глубоких знаний, таких как физика, химия и биомедицина.

В этом докладе представлен обзор того, как ИИ ускоряет и снижает стоимость разработки лекарств. Это включает в себя то, как AI/ML может помочь в широком спектре областей, таких как идентификация новых молекул, дизайн лекарств, планирование синтеза, взаимодействие лекарств, связывание лекарств с мишенью, перепрофилирование лекарств, оценка клеточного ответа и оценка безопасности. Мы также обсудим соответствующие модели машинного обучения для классификации графов, преобразования молекулярных графов, создания лекарств с использованием глубоких генеративных моделей и обучения с подкреплением, а также химических рассуждений.

Сегодня мы узнаем, как современный ИИ может помочь в областях, требующих глубоких знаний. Биомедицина и то, как современный ИИ можно использовать для ускорения открытия лекарств и значительного снижения стоимости исследований; что в конечном итоге может привести к снижению цен на лекарства. Доктор Труйен Тран, адъюнкт-профессор искусственного интеллекта в Университете Дикина, эксперт в области искусственного интеллекта, начинает свое выступление с последних новостей из Insilico Medicine, где алгоритмы глубокого обучения успешно позволили быстро идентифицировать мощные ингибиторы киназы DDR1, создать лекарство в лаборатории и тестирование на мышах. Всего за 46 дней их ИИ смог идентифицировать и создать революционное лекарство, установив рекордное время. Обычно на разработку таких лекарств уходят годы.

Лекарства определяются как небольшие молекулы, которые связываются с биомишенью (например, с белком) и модифицируют ее функции, вызывая полезные физиологические или психические эффекты. Доктор Тран объясняет, как лекарства влияют на белки, которые представляют собой просто более крупные биомолекулы, состоящие из аминокислот. Поскольку это такой сложный процесс, трудно понять уровень сложности и знания, необходимые для открытия и создания лекарства. Производители лекарств должны иметь глубокие познания в биологии, химии и фармакологии, чтобы понимать, как те или иные лекарства будут воздействовать на белковые клетки, чтобы успешно создать лекарство.

Еще одним важным фактором в создании лекарств являются время и стоимость, необходимые для создания новых лекарств. Как правило, разработка лекарств стоит миллионы долларов, а на их создание может уйти более 10 лет. Должны быть созданы тысячи молекул, и лишь очень немногие в конечном итоге успешно проходят испытания на людях, чтобы получить возможность быть одобренными для потребления людьми.

Сейчас исследователи используют ИИ для решения этих важных проблем. однако это не простой подвиг. Чтобы начать путь к созданию нового лекарства, мы должны начать с трех важных вопросов:

Используя современные технологии, исследователи теперь могут разбивать молекулы на структуры данных, которые компьютеры могут читать, анализировать и создавать прогнозы. Для этого есть несколько методов (векторы, строки, графики). Затем эти модели можно использовать в алгоритмах глубокого и машинного обучения для обработки и помощи исследователям в создании новых лекарств. Эта технология полезна для прогнозирования того, как определенные молекулярные структуры будут взаимодействовать друг с другом и как они ассимилируются (если вообще) в организме человека.

Следующая фаза, и, возможно, самая важная, заключается в использовании ИИ для предсказания того, как эти теоретические молекулярные структуры будут взаимодействовать с рассматриваемыми белками. Возможность точно предсказать эффективность лекарств может означать разницу между миллионами долларов и годами исследований. Этот процесс осуществляется с помощью огромного количества данных, передаваемых этому ИИ, которые обрабатываются для определения сродства препарата. Уникальное решение доктора Трана, RDMN, позволяет исследователям вводить большое количество разнообразных запросов для создания очень гибкого ИИ, который позволяет исследователям создавать массив графических данных для анализа учеными и превосходит все предыдущие методы в точном прогнозировании результатов действия новых лекарств. .

Кроме того, ИИ можно использовать для определения того, какие лекарства можно использовать для лечения других заболеваний, а также для определения того, какие лекарственные взаимодействия они будут иметь с другими молекулами. Обычно этот процесс занимает годы. Используя ИИ, мы можем вводить практически неограниченное количество точек данных, чтобы определить, для чего можно использовать лекарства и как они будут взаимодействовать с другими лекарствами, что в конечном итоге может спасти жизни.

Для получения более подробной информации обязательно посмотрите насыщенную информацией презентацию доктора Трана, которую вы можете найти по адресу https://www.youtube.com/watch?v=6wTZizcqPTs&t=2s.

Чтобы получить доступ ко всем слайдам доктора Трана для этой презентации, перейдите в Библиотеку ресурсов Камбрии. К библиотеке ресурсов могут бесплатно получить доступ члены сообщества, владеющие токенами KAT. Просто зарегистрируйтесь на платформе Kambria, нажав Вход/Регистрация в верхней правой части экрана. Затем выберите Библиотека, чтобы получить доступ к материалам саммита.

О саммите VietAI 2019

Более 450 человек посетили саммит VietAI 2019, ИИ для будущего, организованный Kambria. Благодаря программе с участием многих авторитетных приглашенных докладчиков из крупных технологических компаний, таких как Google Brain, Исследовательский институт Toyota, Kambria, NVIDIA, VinAI Research, Vinbrain, Университет Дикина и Вьетнамский национальный университет HCMC, мы получили много свежих идей о захватывающем состоянии ИИ. исследования и применение не только во Вьетнаме, но и во всем мире. Чтобы получить приглашение на VietAI Summit 2020, Нравится страница VietAI в Facebook и Нравится страница Kambria в Facebook.

Первоначально опубликовано на https://kambria.io 19 декабря 2019 г.