Китайские ученые создали виртуальную платформу для скрининга лекарств на базе искусственного интеллекта, которая обеспечивает миллионный прирост скорости анализа и значительно повышает точность прогнозов по сравнению с традиционными методами, сообщает агентство Qazinform.com.
Разработка под названием DrugCLIP позволила исследовательской группе впервые провести виртуальный скрининг в масштабе всего человеческого генома, открыв новые перспективы для инновационных подходов в фармацевтических исследованиях. Результаты работы были опубликованы онлайн в журнале Science в пятницу.
Несмотря на то что геном человека кодирует более 20 тысяч белков, лишь небольшая их часть сегодня изучена в качестве потенциальных лекарственных мишеней. Поиск перспективных соединений в столь обширном пространстве целей и молекул долгое время оставался ключевым ограничением для отрасли.
Использование современных инструментов молекулярной стыковки для анализа всего 10 тысяч белковых мишеней заняло бы сотни лет непрерывных вычислений на одном компьютере. Платформа DrugCLIP радикально сокращает этот срок, позволяя выполнить аналогичный объем расчетов всего за один день на одном вычислительном узле.
Если система AlphaFold, удостоенная Нобелевской премии по химии в 2024 году, решила задачу предсказания структуры белков, то DrugCLIP делает следующий шаг — напрямую связывает структуру белка с процессом открытия лекарств, обеспечивая масштабный виртуальный скрининг по всему геному человека.
Ключевым элементом технологии стало переосмысление классической молекулярной стыковки как высокоэффективного семантического поиска белковых карманов и малых молекул в векторном пространстве. Работая на вычислительном узле с 128-ядерным процессором и восемью графическими ускорителями, платформа способна ежедневно анализировать триллионы комбинаций, что обеспечивает миллионократный выигрыш в скорости по сравнению с традиционными подходами.
В рамках первого проекта команда применила DrugCLIP примерно к 10 тысячам белковых мишеней и 20 тысячам белковых карманов, проанализировав свыше 500 миллионов малых молекул, потенциально пригодных для создания лекарств. В результате было выявлено более 2 миллионов перспективных активных соединений и сформирована крупнейшая на сегодняшний день база данных скрининга белок–лиганд.
База данных находится в открытом доступе и уже служит важным ресурсом для фундаментальных исследований и ранних этапов разработки лекарств. Параллельно была запущена сервисная платформа, позволяющая пользователям отправлять собственные цели и белковые карманы для анализа. За шесть месяцев ею воспользовались более 1 400 пользователей, выполнивших свыше 13 500 задач по скринингу.
В дальнейшем разработчики DrugCLIP планируют расширять сотрудничество с академическими и промышленными партнерами, ускоряя поиск новых терапевтических мишеней и создание принципиально новых методов лечения в онкологии, при инфекционных и редких заболеваниях.