Hľadanie nových liečiv patrí k najpomalším a najnáročnejším častiam modernej medicíny. Podľa čínskeho zdroja teraz vedci predstavili platformu, ktorá má tento proces pri prvotnom výbere sľubných molekúl dramaticky zrýchliť – z rokov na sekundy.
Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Platforma s názvom GalaxyVS je podľa denníka Science and Technology Daily poháňaná novou generáciou čínskych superpočítačov Tianhe. Jej úlohou je preosievať rozsiahle knižnice chemických zlúčenín a predpovedať, ako na seba pôsobia dve alebo viac molekúl. Práve takýto typ virtuálneho skríningu je dôležitý pri hľadaní kandidátov na budúce lieky.
Vývojári uviedli, že systém by mohol priniesť nový spôsob identifikácie tzv. vedúcich molekúl pre liečbu nádorov, neurodegeneratívnych ochorení, zriedkavých chorôb aj nových infekčných ochorení. Zároveň naznačili, že by mohol urýchliť farmaceutický výskum počas kríz v oblasti verejného zdravia.
Podľa zverejnených informácií dosahuje denná priepustnosť platformy pri predpovedaní molekulových interakcií výkon o šesť rádov vyšší, teda miliónkrát rýchlejší, než bol doterajší svetový rekord v superpočítačovom molekulovom dockingu. Tím z Tsinghua do systému zapojil aj svoju ultrarýchlu metódu virtuálneho skríningu DrugCLIP, ktorú v januári opísal recenzovaný časopis Science.
To je podstatné najmä preto, že prvé vyhľadávanie nádejných molekúl býva jedným z úzkych miest vývoja liekov. Ak sa naozaj podarí tento krok výrazne zrýchliť, výskumníci môžu rýchlejšie zúžiť obrovské množstvo chemických kandidátov na menší okruh látok vhodných na ďalšie testovanie. Samotný zdroj však neuvádza, ako sa tento výpočtový výkon premieta do úspešnosti pri neskorších experimentálnych a klinických fázach.
Čo vlastne znamená virtuálny skríning
Vo všeobecnosti ide o výpočtový postup, pri ktorom sa vedci snažia odhadnúť, ktoré chemické zlúčeniny by sa mohli viazať na zvolený biologický cieľ, napríklad proteín súvisiaci s ochorením. Namiesto okamžitého testovania obrovského počtu látok v laboratóriu sa najprv použijú modely, ktoré vyberú najsľubnejších kandidátov. Takýto prístup dokáže šetriť čas aj náklady, no stále ide len o predbežný filter, ktorý musí potvrdiť experiment.
Snímka zobrazuje: Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Pri práci s veľkými knižnicami zlúčenín rastie počet možných porovnaní veľmi rýchlo. Čím viac molekúl a čím zložitejšie interakcie treba vyhodnotiť, tým väčšie sú nároky na výpočtový výkon. Práve preto môžu superpočítače hrať významnú úlohu: umožňujú spracovať obrovské objemy dát v čase, ktorý by bol pri bežnej infraštruktúre neporovnateľne dlhší. V prípade GalaxyVS zdroj hovorí o mimoriadne vysokej dennej priepustnosti pri predikcii interakcií medzi molekulami.
Snímka zobrazuje: Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Podľa vývojárov sa systém môže uplatniť pri hľadaní vedúcich molekúl pre nádory, neurodegeneratívne ochorenia, zriedkavé choroby aj vznikajúce infekčné ochorenia. V širšom kontexte sú to oblasti, kde býva tlak na rýchlejšie objavenie vhodných kandidátov obzvlášť silný. Pri infekčných hrozbách môže rozhodovať čas, pri zriedkavých chorobách je zas problémom menší počet dostupných terapeutických možností. Zdroj však nehovorí o konkrétnych liekoch ani o tom, že by už platforma priniesla hotný klinický výsledok.
Snímka zobrazuje: Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Súčasťou systému je aj metóda DrugCLIP, ktorú tím z Tsinghua publikoval v januári v časopise Science. Zo zdroja vyplýva, že práve táto ultrarýchla metóda virtuálneho skríningu bola do platformy začlenená ako kľúčová súčasť. Bez ďalších technických detailov však nemožno presne povedať, aký podiel na celkovom výkone má samotný algoritmus a aký hardvérové zázemie superpočítačov Tianhe. Isté je len to, že systém stojí na kombinácii pokročilej výpočtovej infraštruktúry a metódy založenej na AI.
Snímka zobrazuje: Innovative drug research and development typically takes more than 10 years to yield results. Photo: Shutterstock.
Aj pri veľmi presných výpočtových nástrojoch platí, že virtuálny skríning je len začiatok dlhšieho procesu. Vybrané molekuly musia prejsť laboratórnym overením a pri prípadnom vývoji lieku aj ďalšími náročnými stupňami testovania. Zdroj preto skôr naznačuje nový smer, než by potvrdzoval okamžitý prelom v medicínskej praxi. Dôležité bude, či sa deklarovaná rýchlosť a kapacita premietnu do spoľahlivejšieho výberu kandidátov a do reálneho zrýchlenia výskumu pri konkrétnych ochoreniach.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
