ИИ научили создавать лекарства против «неуязвимых» белков
Исследователи перепрофилировали языковую модель искусственного интеллекта для разработки пептидных препаратов, способных связываться с болезнетворными белками и разрушать их, даже когда их трёхмерная структура неизвестна. Прорыв, описанный в Nature Biotechnology, открывает путь к лечению заболеваний, которые ранее считались «неподдающимися» лекарственной терапии.
Суть метода
Новый инструмент PepMLM основан на алгоритме, изначально созданном для понимания человеческого языка. Его обучили «языку» белков — последовательностям аминокислот. В отличие от других систем (например, AlphaFold), PepMLM не требует знания 3D-структуры белка-мишени, что критически важно для работы с нестабильными белками, участвующими в развитии рака и нейродегенеративных заболеваний.
«Большинство инструментов для разработки лекарств полагаются на знание 3D-структуры белка, но многие важнейшие мишени такой структуры не имеют. PepMLM меняет правила игры, создавая пептидные связывающие молекулы, используя только аминокислотную последовательность белка», — пояснил старший автор работы Пранама Чаттерджи.
Результаты испытаний
В лабораторных тестах пептиды, спроектированные ИИ, успешно связывались с белками, связанными с:
Онкологическими заболеваниями
Репродуктивными нарушениями
Болезнью Хантингтона
Живыми вирусными инфекциями
В некоторых случаях пептиды не только связывались, но и способствовали разрушению вредоносных белков.
«Захватывающе видеть, как эти созданные ИИ пептиды действительно работают внутри клеток, разрушая токсичные белки. Это может стать мощным новым подходом для таких болезней, как хорея Хантингтона, где традиционные лекарства не были эффективны», — отметила Кристина Пэн, руководившая соответствующими экспериментами в Университете Макмастера.
Перспективы и развитие
Исследователи уже работают над алгоритмами следующего поколения (PepTune и MOG-DFM), чтобы улучшить стабильность, специфичность и доставку пептидов в организме.
«Наша конечная цель — создать универсальную программируемую платформу для пептидной терапии — такую, которая начинается с последовательности и заканчивается реальным лекарством», — заявил Пранама Чаттерджи.
Исследование стало результатом сотрудничества учёных из Университета Макмастера, Университета Дьюка и Корнеллского университета.