mobile logo
06
Март

Роль искусственного интеллекта в разработке новых лекарств: революция в фармацевтике

06.03.2025
Новости
Atlansys.software

Роль искусственного интеллекта в разработке новых лекарств: революция в фармацевтике

Чесалов А.Ю.

д.т.н., генеральный директор ООО «Программные системы Атлансис», г. Москва

 

Разработка новых лекарств — это сложный, дорогостоящий и длительный процесс, который обычно занимает 10–15 лет и требует инвестиций в размере $1–2 млрд. Однако с появлением искусственного интеллекта (ИИ) этот процесс становится быстрее, дешевле и эффективнее. ИИ уже сегодня трансформирует фармацевтическую отрасль, ускоряя открытие новых препаратов, оптимизируя клинические испытания и персонализируя медицину. Рассмотрим, как именно ИИ меняет подход к созданию лекарств:

1. Ускорение открытия новых молекул

Традиционный подход: Ученые перебирают тысячи соединений в лабораториях, что занимает годы. Роль ИИ:

  • Генеративные модели (GAN, VAЕ) создают новые молекулы с заданными свойствами. Например, ИИ может «придумать» молекулу, которая связывается с целевым белком.
  • Молекулярный докинг (AutoDock, AlphaFold) предсказывает, как молекула будет взаимодействовать с белками в организме.

Пример: В 2020 году компания Insilico Medicine с помощью ИИ разработала новый препарат для лечения фиброза всего за 18 месяцев, что в 10 раз быстрее традиционных методов. Преимущества: Сокращение времени и затрат на ранних этапах разработки.  

2. Оптимизация клинических испытаний

Традиционный подход: Клинические испытания занимают 6–7 лет и часто заканчиваются неудачей (90% кандидатов не доходят до рынка). Роль ИИ:

  • Прогнозная аналитика помогает отобрать наиболее перспективные кандидаты, снижая риск неудач.
  • Цифровые двойники пациентов позволяют тестировать препараты виртуально, сокращая время и затраты.

Пример: Компания Unlearn.AI использует цифровых двойников для ускорения клинических испытаний, что позволяет сократить их длительность на 30%. Преимущества: Повышение успешности испытаний и снижение затрат.  

3. Персонализированная медицина

Традиционный подход: Лекарства разрабатываются для «среднего пациента», что снижает их эффективность для отдельных групп. Роль ИИ:

  • Анализ геномных данных позволяет подбирать препараты с учетом индивидуальных особенностей пациента.
  • Мета-обучение адаптирует модели для редких заболеваний, где данных мало.

Пример: Платформа IBM Watson Health использует ИИ для подбора персонализированной терапии при онкологических заболеваниях. Преимущества: Повышение эффективности лечения и снижение побочных эффектов.  

4. Предсказание токсичности и побочных эффектов

Традиционный подход: Токсичность выявляется на поздних этапах, что приводит к провалу испытаний. Роль ИИ:

  • Ансамбли моделей (например, Random Forest, XGBoost) предсказывают токсичность на основе химической структуры.
  • Интерпретируемые модели (SHAP, LIME) объясняют, какие части молекулы вызывают побочные эффекты.

Пример: Платформа Tox21 использует ИИ для оценки токсичности 12 тыс. соединений, что ускоряет отбор безопасных кандидатов. Преимущества: Снижение риска неудач на поздних этапах.  

5. Ускорение разработки вакцин

Традиционный подход: Разработка вакцин занимает годы. Роль ИИ:

  • Анализ вирусных белков для выявления мишеней.
  • Оптимизация структуры вакцин с помощью глубокого обучения.

Пример: В 2020 году ИИ помог ускорить разработку вакцин против COVID-19, анализируя структуру вируса и предсказывая эффективные антигены. Преимущества: Быстрое реагирование на новые угрозы.  

6. Улучшение биодоступности лекарств

Традиционный подход: Многие препараты плохо усваиваются организмом. Роль ИИ:

  • Генеративные модели создают наночастицы для доставки лекарств.
  • Молекулярное моделирование оптимизирует формулу для лучшего усвоения.

Пример: ИИ используется для улучшения биодоступности противораковых препаратов, что повышает их эффективность. Преимущества: Повышение терапевтического эффекта.  

7. Автоматизация лабораторных процессов

Традиционный подход: Лабораторные эксперименты требуют много времени и ресурсов. Роль ИИ:

  • Роботизированные платформы автоматизируют эксперименты.
  • Компьютерное зрение анализирует результаты.

Пример: Компания Arctoris использует роботизированные лаборатории для ускорения исследований. Преимущества: Снижение затрат и повышение точности.  

8. Анализ больших данных

Традиционный подход: Ученые вручную анализируют данные, что занимает месяцы. Роль ИИ:

  • Глубокое обучение анализирует геномные, протеомные и клинические данные.
  • NLP (обработка естественного языка) извлекает информацию из научных статей.

Пример: ИИ помогает находить связи между генами и заболеваниями, ускоряя открытие новых мишеней для лекарств. Преимущества: Ускорение исследований и повышение точности.  

9. Снижение затрат

Традиционный подход: Разработка лекарств стоит миллиарды долларов. Роль ИИ:

  • Оптимизация всех этапов: от открытия молекул до клинических испытаний.
  • Сокращение времени вывода препаратов на рынок.

Пример: Использование ИИ позволяет сократить затраты на разработку в 2–3 раза. Преимущества: Дешевые и доступные лекарства.

10. Этические и регуляторные аспекты

ИИ также помогает решать этические вопросы:

  • Предсказание долгосрочных последствий применения препаратов.
  • Обеспечение прозрачности исследований.

Пример: ИИ используется для анализа этических аспектов клинических испытаний. Преимущества: Повышение доверия к новым препаратам.   Искусственный интеллект уже сегодня играет ключевую роль в разработке новых лекарств, ускоряя процессы, снижая затраты и повышая эффективность. От открытия молекул до персонализированной медицины — ИИ становится незаменимым инструментом в фармацевтике. В ближайшие годы мы увидим еще больше инноваций, которые сделают лекарства доступнее, безопаснее и эффективнее. ИИ не просто меняет фармацевтику — он спасает жизни. *** Дополнительная информация по теме:

Post Tags: