Hľadanie novej účinnej látky sa často začína v obrovskom priestore chemických možností. Čínski vedci teraz tvrdia, že tento prvý výber dokáže ich platforma GalaxyVS zásadne zrýchliť: pomocou umelej inteligencie a superpočítačov Tianhe má preverovať rozsiahle knižnice chemických zlúčenín v tempe, ktoré výrazne prekonáva doterajšie superpočítačové porovnávania molekulových interakcií.
Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Platforma GalaxyVS je podľa správy oficiálneho denníka Science and Technology Daily poháňaná novou generáciou čínskych superpočítačov Tianhe. Jej úlohou je predpovedať, ako medzi sebou interagujú dve alebo viac molekúl, čo je dôležitý krok pri virtuálnom skríningu látok vhodných na ďalší farmaceutický výskum.
Vývojári očakávajú, že systém poskytne nový spôsob identifikácie takzvaných vedúcich molekúl, teda sľubných kandidátov pre vývoj liekov. V zdrojovej správe sa spomína možné využitie pri nádorových ochoreniach, neurodegeneratívnych stavoch, zriedkavých chorobách a nových infekčných ochoreniach. Autori zároveň pripúšťajú, že podobný systém by mohol zrýchliť výskum liekov počas kríz vo verejnom zdraví.
Kľúčovým tvrdením je výkon: denná priepustnosť GalaxyVS pri predpovedaní interakcií molekúl má byť o šesť rádov vyššia, teda približne miliónkrát rýchlejšia, než doterajší svetový rekord v superpočítačovom molekulovom dokovaní. Tím z Tsinghua do systému zahrnul aj DrugCLIP, svoju ultrarýchlu metódu virtuálneho skríningu, ktorá bola v januári zdokumentovaná v recenzovanom časopise Science.
Ak sa takéto nástroje osvedčia v praxi, význam nespočíva len v rýchlosti samotného výpočtu. Rýchlejší predvýber môže vedcom pomôcť zúžiť obrovský počet možných látok na menší súbor kandidátov, ktorý sa potom dá skúmať podrobnejšie. Zdroj však neuvádza výsledky klinických skúšok ani nepotvrdzuje, že by GalaxyVS už viedol ku konkrétnemu novému lieku.
Čo znamená virtuálny skríning liekov
Virtuálny skríning je všeobecne používaný výpočtový prístup, pri ktorom sa veľké množstvo chemických zlúčenín hodnotí ešte pred tým, ako sa vybrané kandidáty testujú v laboratóriu. Cieľom nie je okamžite potvrdiť účinný liek, ale nájsť molekuly, ktoré majú podľa modelov sľubné vlastnosti a oplatí sa im venovať ďalší výskum.
V tomto kontexte je dôležité rozlišovať medzi výpočtovou predpoveďou a biologickým dôkazom. Platforma môže urýchliť triedenie možností, no ďalšie kroky zvyčajne vyžadujú experimenty, hodnotenie bezpečnosti, účinnosti a neskôr aj klinické overovanie. Zdroj pri GalaxyVS opisuje najmä výpočtový výkon a očakávané využitie, nie celý proces vývoja lieku.
Prečo sú molekulové interakcie rozhodujúce
Pri vývoji liekov je podstatné, či sa molekula dokáže vhodne viazať na biologický cieľ, napríklad na bielkovinu zapojenú do chorobného procesu. Molekulové dokovanie je všeobecný názov pre výpočtové metódy, ktoré odhadujú podobné väzby a priestorové usporiadanie molekúl.
Snímka zobrazuje: Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
GalaxyVS sa podľa zdroja zameriava na predpovedanie interakcií dvoch alebo viacerých molekúl. Takáto úloha je výpočtovo náročná, pretože aj malé zmeny v štruktúre molekúl môžu meniť výsledok modelu. Práve preto je kombinácia superpočítačového výkonu a algoritmov umelej inteligencie pre túto oblasť vedecky zaujímavá.
Úloha superpočítačov Tianhe
Zdroj uvádza, že GalaxyVS beží na novej generácii čínskych superpočítačov Tianhe. Všeobecne platí, že superpočítače sú vhodné na úlohy, pri ktorých treba paralelne spracovať obrovské množstvo výpočtov. Pri virtuálnom skríningu to môže znamenať porovnávanie veľkých knižníc zlúčenín s biologickými cieľmi alebo medzi sebou.
Snímka zobrazuje: Chinese scientists use supercomputer to cut new drug screening time from years to seconds.
Deklarované zrýchlenie o šesť rádov je výrazné tvrdenie, pretože v praxi by vyššia priepustnosť mohla rozšíriť počet kandidátov, ktoré možno výpočtovo preveriť. Samotná rýchlosť však nehovorí všetko: rovnako dôležitá je presnosť predpovedí a to, či sa výpočtové výsledky potvrdia v experimentálnych dátach.
Kde môže byť najväčší prínos
Vývojári podľa zdroja spájajú GalaxyVS s hľadaním vedúcich molekúl pre viaceré medicínske oblasti vrátane nádorov, neurodegeneratívnych stavov, zriedkavých chorôb a nových infekčných ochorení. Ide o oblasti, v ktorých je pri výskume často dôležité prechádzať veľké množstvo možností a rýchlo vyberať perspektívne smery.
V širšom kontexte by podobné platformy mohli pomôcť najmä tam, kde je čas alebo rozsah problému zásadnou prekážkou. Pri verejno-zdravotných krízach môže rýchlejšia výpočtová fáza uľahčiť skoré rozhodovanie o tom, ktoré molekuly sa majú skúmať ďalej. Zdroj však túto možnosť formuluje ako očakávanie, nie ako už preukázaný výsledok v konkrétnej kríze.
Čo zostáva otvorené
Najväčšou neznámou je, ako sa deklarovaný výkon premietne do praktického vývoja liekov. Zdroj neuvádza podrobné porovnanie presnosti GalaxyVS s inými metódami, ani príklady kandidátnych molekúl, ktoré by už prešli ďalším overovaním.
Otvorené zostáva aj to, ako budú výsledky platformy integrované do laboratórnej a klinickej fázy výskumu. GalaxyVS môže byť významným nástrojom pre rýchlejší začiatok hľadania liekov, no cesta od výpočtového kandidáta k schválenému lieku zostáva dlhá a vyžaduje dôkazy, ktoré samotný virtuálny skríning nenahrádza.
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.
