Искусственный интеллект ускорит открытие новых лекарств

Исследователи из Университета Центральной Флориды (UCF) разработали метод скрининга лекарств на основе искусственного интеллекта, который может значительно ускорить долгий и дорогой процесс разработки новых препаратов.

Метод моделирует взаимодействия лекарств с белками-мишенями, используя методы обработки естественного языка (NLP). Он достиг точности до 97% в идентификации перспективных кандидатов в лекарства. Результаты опубликованы в журнале Briefings in Bioinformatics.

Ключевая инновация: модель AttentionSiteDTI представляет взаимодействия "белок-лекарство" через "слова" для каждого сайта связывания белка и использует глубокое обучение для извлечения признаков, управляющих этими сложными взаимодействиями. Это первая интерпретируемая модель, использующая "язык" белковых сайтов связывания.

Как это работает:

• Модель использует механизм самовнимания (self-attention), чтобы научиться определять, какие части белка взаимодействуют с соединениями лекарств.
• Этот механизм выборочно фокусируется на наиболее релевантных участках белка, достигая передовой производительности в предсказаниях.

Валидация:

Исследователи подтвердили точность модели, сравнив её вычислительные предсказания с результатами лабораторных экспериментов (in vitro), измерявшими взаимодействия соединений с белками. Тестирование включало соединения, связывающиеся с спайк-белком вируса SARS-CoV-2.

Значение и перспективы:

• Метод помогает дизайнерам лекарств идентифицировать критические сайты связывания белков и их функциональные свойства, что ключевым образом влияет на эффективность будущего препарата.
• Высокое соответствие между лабораторными и вычислительными результатами показывает потенциал AttentionSiteDTI для предварительного скрининга потенциально эффективных соединений.
• Это ускорит как поиск новых лекарств, так и перепрофилирование (repurposing) существующих.

"Это позволяет исследователям использовать ИИ для более точного определения лекарств, чтобы быстро реагировать на новые заболевания", — говорит ведущий автор Мехди Яздани-Джахроми.

Следующим шагом исследований станет дизайн новых лекарств, использующий силу ИИ, что может стать ключом к подготовке к будущим пандемиям.