Ali lahko razvoj zdravil s pomočjo umetne inteligence upraviči visoka pričakovanja?

Postopek odobritve zdravila pri Ameriškem vladnem uradu za zdravila in prehrano (FDA) se pogosto zdi kot nakup drage loterijske srečke z vprašljivo možnostjo dobitka, na katerega morate čakati več let. Vse faze kliničnih preizkušanj skupaj trajajo približno desetletje in v povprečju stanejo več kot milijardo dolarjev, približno 90 odstotkov zdravil pa nikoli niti ne doseže cilja.

Vzrok za to je deloma v načinu, kako raziskovalci odkrivajo načine zdravljenja. Do nedavnega je veljalo, da so znanstveniki pri iskanju snovi, ki bi, na primer, onemogočila delovanje beljakovine kot povzročitelja bolezni, najprej zasnovali hipotezo in nato izvedli številne teste. Sledili so dodatni testi, s katerimi so poskušali ugotoviti, ali bi bilo lahko zdravilo zmogljivejše, varnejše in trajnejše, kar je tvegan in dolgotrajen postopek. Farmacevtska industrija zdaj upa, da bo lahko z umetno inteligenco pospešila izvedbo celotnega programa in ga naredila bolj predvidljivega.

Dario Amodei, glavni izvršni direktor družbe Anthropic, je dejal, da bo umetna inteligenca privedla k "odpravi večine vrst raka", in sicer tako, da bo olajšala prilagajanje zdravljenja bolnikovi DNK. Vse kaže, da se farmacevtska podjetja pridružujejo njegovemu optimizmu. V prvih štirih mesecih tega leta so Eli Lilly, Sanofi, Novo Nordisk in drugi industrijski velikani s podjetji za umetno inteligenco sklenili več kot 50 licenčnih pogodb, s pomočjo katerih želijo pospešiti odkrivanje zdravil – lani so jih približno toliko sklenili v celotnem letu. Če jim uspe doseči vse dogovorjene klinične in regulativne cilje, bodo proizvajalci zdravil svojim novim partnerjem po poročanju Bloomberga Intelligence plačali več kot 30 milijard dolarjev.

A četudi farmacevtska industrija v tehnologijo vlaga veliko denarja, obstaja razlog za previdnost: FDA do danes še ni odobrila načina zdravljenja, ki bi bil zasnovan z umetno inteligenco, in nihče ne ve, ali bodo modeli v resnici lahko izdelali zdravilo, ki bo dočakalo odobritev. Nekatera zdravila, razvita s pomočjo umetne inteligence, niso uspešno prestala kliničnih preizkušanj; druga prinašajo le razmeroma skromne izboljšave obstoječih zdravil. Pri težko ozdravljivih stanjih, kot je Alzheimerjeva bolezen, večjih prebojev ni na vidiku. "Prvi uspehi industrije z umetno inteligenco so večinoma povezani z boleznimi, katerih osnovni vzrok je že podrobno raziskan," pravi Derek Lowe, raziskovalec zdravil in pisec strokovnega bloga In the Pipeline. "S tem ni nič narobe," pravi, "vseeno pa to ni takšna neverjetna revolucija umetne inteligence, kot si jo ljudje predstavljajo."

Kljub temu farmacevtska podjetja UI uvajajo v zgodnje faze razvoja zdravil, da preverjajo, kaj vse zmore. Znanstveniki v podjetjih svoje modele UI trenirajo na velikih bazah podatkov o proteinih, ključnih gradnikih celic, s pomočjo modela AlphaFold, ki so ga razvili Nobelovi nagrajenci in zagotavlja tridimenzionalne slike beljakovin, in tako hitreje oblikujejo molekule, iz katerih bi lahko nastala zdravila.

Alex Zhavoronkov, direktor biotehnološkega podjetja Insilico Medicine, ki se pri delu osredotoča na umetno inteligenco, pravi, da je njegovo podjetje za pot od zamisli za zdravilo do zaključka predkliničnih študij potrebovalo približno devet mesecev. Ta postopek sicer običajno traja tri do pet let. "Namesto da bi iskal šivanko v kopici sena, si ustvariš kup popolnih šivank," pravi.

Znotraj celotne panoge so rezultati, vsaj v začetnih fazah, zaenkrat obetavni. Študija iz leta 2024, ki jo je izvedla Boston Consulting Group in v katero je bilo zajetih več kot 100 biotehnoloških podjetij, ki delajo z umetno inteligenco, je pokazala, da se zdravila, zasnovana z umetno inteligenco, v prvi fazi kliničnih preizkušanj (v kateri se večinoma proučuje varnost zdravil), dobro odrežejo v več kot 80 odstotkih primerov – kar je precej več od zgodovinskega povprečja, ki znaša približno 40 do 60 odstotkov uspešnosti. A kot kažejo ugotovitve raziskovalcev, umetna inteligenca po tej fazi izgubi svojo prednost. V drugi fazi, v kateri se preizkuša delovanje zdravil, je uspešnost umetne inteligence znašala le še okoli 40 odstotkov, kar pa se približno ujema s povprečjem v industriji.

Chris Meier, izvršni direktor družbe BCG in eden od avtorjev študije, odsvetuje prehitra sklepanja, saj se je do poznejših faz preizkusov prebilo le razmeroma malo zdravil, ki jih proizvaja umetna inteligenca. Če podatki držijo, pa to po njegovih besedah "samo dokazuje, kako težka naloga je napovedovanje učinkovitosti".

Osnovni izziv se skriva v tem, da velik del človeške biologije še vedno ostaja uganka, glavnih razlogov za neuspešnost zdravil – na primer tega, da znanstveniki merijo na napačne encime ali ne predvidijo, da je zdravilo za človeka strupeno – pa umetna inteligenca ne more v celoti razrešiti. Lowe pravi, da je sam »pesimist na kratki rok in optimist na dolgi rok", kar zadeva obljubo, da bo umetna inteligenca pospešila, pocenila in okrepila uspeh razvoja zdravil. "V osnovi to ni nemogoče," pravi, "vendar pa je resnično težko in vedeti bi morali veliko več, kot vemo zdaj."

Nekaterim proizvajalcem zdravil, ki delajo z umetno inteligenco, je spodletelo. Podjetje Recursion Pharmaceuticals iz Salt Lake Cityja, ki je sklenilo partnerstva z velikimi farmacevtskimi podjetji, kot sta Sanofi in Roche, ter tehnološkimi velikani, kot je Nvidia, je lani svojo delovno silo zmanjšalo za 20 odstotkov in zaradi nezadovoljivih rezultatov prenehalo razvijati določena zdravila. Tiskovni predstavnik podjetja Recursion je povedal, da podjetje daje prednost zdravilom, pri katerih verjamejo, da imamo konkurenčno prednost. Pred 13 leti ustanovljenemu podjetju Recursion sicer do naprednejše faze preizkušanja do danes ni uspelo spraviti še nobenega zdravila. V intervjuju je Najat Khan, izvršni direktor družbe, povedal, da jim je izgradnja infrastrukture, vključno z nabori podatkov, ki se uporabljajo za učenje lastnih modelov UI, vzela kar nekaj časa. Konec prejšnjega leta je podjetje poročalo o obetavnih prvih rezultatih na področju zdravljenja redke bolezni, ki lahko vodi do raka debelega črevesa. Khan je rezultate označil za »prvi klinični dokaz koncepta« podjetja Recursion.

"Umetno inteligenco že leta pestita tako pretirano navdušenje kot tudi pretiran skepticizem," pravi Khan. Podjetja v farmacevtski industriji, vključno s podjetjem Recursion, se "resnično osredotočajo na iskanje trdnih dokazov, da lahko proizvajamo boljša zdravila".

Generate Biomedicines – še eno podjetje, ki dela z umetno inteligenco – je prekinilo razvoj zdravila, namenjenega zaščiti imunsko oslabljenih ljudi pred covidom 19, in sicer zaradi spreminjajočih se tržnih razmer in visokih stroškov izvajanja obsežnega preizkušanja. Kljub temu bi to osem let delujoče biotehnološko podjetje lahko kot prvo pridobilo odobritev FDA za zdravilo, zasnovano z umetno inteligenco. Njihovo zdravilo za hudo astmo je pred kratkim vstopilo v naprednejšo fazo preizkusov, kar je še zadnja ovira pred uvedbo spojine na trgu. Rezultate lahko pričakujemo leta 2028. Zdravilo samo po sebi ni pretirano revolucionarno – gre namreč zgolj za izboljšavo obstoječega zdravila za astmo, ki ga bolniki jemljejo le enkrat na šest mesecev namesto na vsake štiri tedne. Izvršni direktor podjetja Mike Nally pravi, da si je podjetje postavilo skromen cilj, da se bo z umetno inteligenco ustvarjeno zdravilo dobro obneslo v kliničnih preizkušanjih na ljudeh. »Ko bomo svojo pot nadaljevali," pravi, "pa bo naša ambicija osvajanje novih področij, na katerih si danes uporabe zdravil niti ne predstavljamo."

Za nekatere opazovalce je svojevrsten mejnik že dejstvo, da je umetna inteligenca tako zelo blizu izdelavi zdravila, ki ga bodo ljudje dejansko uporabljali. "Obstajajo namreč molekule, ki so bile odkrite in poslane v klinične študije, in nekatere od njih v resnici delujejo," pravi Meier iz BCG. "To se mi zdi zelo vznemirljivo."