Cure più veloci come Insilico Medicine utilizza l’AI generativa per accelerare la scoperta di nuovi farmaci

Insilico Medicine usa l'AI generativa per trovare farmaci più velocemente.

Anche se l’AI generativa è un termine relativamente nuovo, l’azienda di scoperta di farmaci Insilico Medicine la utilizza da anni per sviluppare nuove terapie per malattie debilitanti.

La scommessa iniziale dell’azienda sul deep learning sta dando i suoi frutti: un candidato farmaco scoperto utilizzando la sua piattaforma AI sta entrando ora nella fase 2 degli studi clinici per trattare la fibrosi polmonare idiopatica, una malattia respiratoria relativamente rara che causa un declino progressivo della funzione polmonare.

Insilico ha utilizzato l’AI generativa per ogni fase del processo di scoperta del farmaco preclinico: per identificare una molecola che un composto farmacologico potrebbe mirare, generare nuovi candidati farmaci, valutare quanto bene questi candidati si legherebbero al bersaglio e persino prevedere l’esito degli studi clinici.

Fare questo con i metodi tradizionali avrebbe richiesto più di 400 milioni di dollari e fino a sei anni. Ma con l’AI generativa, Insilico li ha realizzati per un decimo del costo e un terzo del tempo, raggiungendo la prima fase degli studi clinici solo due anni e mezzo dopo l’inizio del progetto.

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“Questo primo candidato farmaco che entra in fase 2 è un vero punto culminante del nostro approccio end-to-end per collegare la biologia e la chimica con il deep learning”, ha detto Alex Zhavoronkov, CEO di Insilico Medicine. “Questo è un traguardo significativo non solo per noi, ma per tutti nel campo della scoperta accelerata di farmaci con l’AI.”

Insilico è un membro premier di NVIDIA Inception, un programma gratuito che fornisce alle startup all’avanguardia formazione tecnica, supporto per il go-to-market e orientamento sulla piattaforma AI. L’azienda utilizza le GPU Tensor Core di NVIDIA nel suo motore di progettazione di farmaci AI generativo, Chemistry42, per generare nuove strutture molecolari, ed è stata una delle prime adottanti di un precursore precoce dei sistemi NVIDIA DGX nel 2015.

L’AI Abilita la Scoperta del Farmaco Preclinico End-to-End

La piattaforma Pharma.AI di Insilico include più modelli di AI addestrati su milioni di campioni di dati per una serie di compiti. Uno strumento AI, PandaOmics, identifica e prioritizza rapidamente i bersagli che svolgono un ruolo significativo nell’efficacia di una malattia, come la famigerata proteina spike sul virus che causa COVID-19.

Il motore Chemistry42 può progettare in pochi giorni nuovi potenziali composti farmacologici mirati alla proteina identificata utilizzando PandaOmics. Lo strumento di chimica generativa utilizza il deep learning per creare strutture molecolari simili a quelle dei farmaci da zero.

“In genere, le aziende di AI nella scoperta di farmaci si concentrano sulla biologia o sulla chimica”, ha detto Petrina Kamya, responsabile delle piattaforme AI presso Insilico. “Fin dall’inizio, Insilico ha applicato lo stesso approccio di deep learning a entrambi i campi, utilizzando l’AI sia per scoprire i bersagli dei farmaci che per generare strutture chimiche di piccole molecole.”

Nel corso degli anni, il team di Insilico ha adottato diversi tipi di reti neurali profonde per la scoperta di farmaci, tra cui le reti avversarie generative e i modelli trasformatori. Adesso utilizzano NVIDIA BioNeMo per accelerare il processo di scoperta precoce del farmaco con l’AI generativa.

Trovare l’Ago nel Mucchio di AI

Per sviluppare il suo candidato farmaco per la fibrosi polmonare, Insilico ha utilizzato Pharma.AI per progettare e sintetizzare circa 80 molecole, raggiungendo tassi di successo senza precedenti per i candidati farmaci preclinici. Il processo, dalla identificazione del bersaglio alla nomina di un promettente candidato farmaco per gli studi, ha richiesto meno di 18 mesi.

Nella fase 2 degli studi clinici, il farmaco per la fibrosi polmonare di Insilico sarà testato su diverse centinaia di persone affette dalla malattia negli Stati Uniti e in Cina. Il processo richiederà diversi mesi, ma contemporaneamente l’azienda ha più di 30 programmi in corso per mirare ad altre malattie, compresi diversi farmaci contro il cancro.

“Quando abbiamo presentato i nostri risultati per la prima volta, la gente semplicemente non credeva che i sistemi di AI generativa potessero raggiungere questo livello di diversità, novità ed accuratezza”, ha detto Zhavoronkov. “Ora che abbiamo un intero pipeline di promettenti candidati farmaci, la gente si rende conto che questo funziona davvero.”

Scopri di più sulla piattaforma Chemistry42 di Insilico Medicine per la selezione di candidati farmaci accelerati dall’AI in questa presentazione di NVIDIA GTC.

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