Medicamente și tratamente mai eficiente cu inteligență artificială

Un program bazat pe AI a reușit să proiecteze un nou medicament în 46 de zile, în loc de cei opt ani necesari în medie pentru cercetătorii „umani”. Activitatea start-up-ului Insilico Medicine și a Universității din Toronto, care au căutat un remediu potențial pentru fibroză, adică vindecarea țesuturilor care apare în anumite boli, este descrisă în Nature Biotechnology.
Algoritmul, al cărui cod a fost pus la dispoziția tuturor, a examinat toate cercetările anterioare privind moleculele care vizau o anumită proteină esențială în procesul de fibroză, acordând prioritate noilor structuri care ar putea fi sintetizate în laborator. În 21 de zile, programul a creat 30 de „candidați”, dintre care șase au fost de fapt sintetizați. Două dintre acestea au fost testate în celule și cele mai promițătoare dintre cele două, de asemenea, la șoareci, prezentând activitate „asemănătoare medicamentelor” împotriva proteinei.
Întregul proces a durat 46 de zile și aproximativ 150 de dolari în fonduri, mult mai mici decât metodele tradiționale. „Acest studiu - concluzionează autorii - ilustrează utilitatea modelelor noastre pentru o proiectare rapidă a moleculelor ușor de sintetizat, active împotriva unei ținte specifice și potențial inovatoare”.

Cât de mult ne poate ajuta inteligența artificială să creăm medicamente mai eficiente și, dacă vrem să lărgim orizontul, să îmbunătățim terapiile medicale (deci sănătatea noastră)? Multe, potrivit experților care vor participa la forum miercuri 9 octombrie "Cum inteligența artificială poate schimba peisajul farmaceutic".

Forumul va fi urmat apoi la ora 18.30 de Convivium, în limba italiană, pe tema „Viitor + om”, în cadrul căruia vor vorbi Boas Erez, rectorul Universității din Elveția italiană și Alessandro Curioni. Francis Morace, sociolog și președinte al Future Concept Lab, cu privire la noile scenarii care se deschid în urma utilizării tot mai largi a inteligenței artificiale și a altor tehnologii avansate, precum și la problemele etice conexe (începând de la protecția datelor cu caracter personal, care sunt utilizate în abundență de către super-computere).

"Inteligență artificială - spune Morace - nu va putea niciodată să-l reproducă pe cel uman, înzestrat cu empatie, capacitate intuitivă și alte caracteristici pe care mașinile nu le pot copia. Pe scurt, viitorul va fi din ce în ce mai uman, dar va fi inteligența artificială care ne va face să-l descoperim". Seara va fi găzduită de Damiano Realini, un jurnalist de la CSR.

AI în medicină: de la căutarea de noi molecule, până la suport diagnostic

Posibilele aplicații ale inteligenței artificiale în diferitele sectoare ale cercetării științifice și, mai general, ale sănătății sunt foarte vaste: în primul rând, sistemele de IA permit studierea mult mai rapidă și mai eficientă decât metodele tradiționale. Molecule care par potențial „active” pentru a trata chiar și boli grave, cum ar fi tumorile (laboratoarele de cercetare și companiile farmaceutice utilizează aceste sisteme din ce în ce mai frecvent). Dar inteligența artificială ajută și la repoziționarea (așa se numește în termeni tehnici) o serie de medicamente care au fost aprobate pentru un anumit tip de boală și, în schimb, se dovedesc a fi capabile să trateze și alte boli. Datorită inteligenței artificiale, începem, de asemenea, să găsim remedii pentru bolile rare și „abandonate” (sau, așa cum sunt definite, orfani).

Dar nu este suficient: sisteme precum „Watson pentru Oncologie ", dezvoltat de IBM în colaborare cu Memorial Sloan-Kettering Cancer Center din New York (unul dintre cele mai importante spitale de cancer din lume), ajută medicii să aleagă cele mai bune terapii în cele mai dificile cazuri sau să trimită pacienții la „Studii clinice” ( studiile cu noi medicamente) mai potrivite în lume.

De asemenea, IBM are în derulare un proiect de studiu cu Spitalul Universitar din Zurich pentru a perfecționa un sistem automat capabil să examineze „diapozitivele” (adică fragmentele de țesut luate cu o biopsie sau în timpul intervenției chirurgicale) și să identifice cu precizie modificările cauzate de diferitele boli, susținând activitatea patologilor. Dar și alte companii și institute de cercetare se îndreaptă în această direcție.

Pentru a funcționa bine și pentru a oferi rezultate fiabile, sistemele de inteligență artificială au nevoie de baze de date imense din care să extragă informații, care sunt apoi procesate de computere foarte puternice, „guvernate” de algoritmi ad hoc și rețele neuronale (sisteme, adică, care, în anumite privințe imita organizarea celulelor nervoase umane): acesta esteInvatare profunda".

Ticino este foarte activ în acest sector, cu IDSIA în frunte. În acest sens, recent a fost definit un acord de colaborare între IDSIA și Spitalul Cantonal (EOC, care gestionează sănătatea publică din Ticino) pentru aplicarea metodologiilor avansate de inteligență artificială la datele furnizate de instituție.

Dar sunt în derulare și alte proiecte: „Unul dintre cele mai importante implică, pe lângă IDSIA, de asemenea, Institutul de Boli Tropicale din Basel, ETH Zurich și Departamentul de Farmacologie al Universității din Geneva - explică el Andrea Danani, Șef al laboratorului de biofizică computațională al IDSIA și coordonator științific al forumului din 9 octombrie - În special, examinăm mecanismul de acțiune al unei plante africane care este activă împotriva bolii Chagas, foarte răspândită în America Centrală și de Sud. În aceste cazuri, inteligența artificială poate oferi un ajutor decisiv".

Cu toate acestea, este mult mai dificil să proiectezi o nouă moleculă de la zero (adică o moleculă care nu există în natură). "Nu a fost posibil până acum - spune Ed Griffen - pentru că nu înțelegem încă suficient de exact mecanismele chimice și biologice care ar determina noii compuși să se lege de enzime și receptorii celulari, precum și modalitățile prin care aceste noi molecule ar fi absorbite sau excretate de corp".

Dar studiile pe acest front continuă și perspectivele de a crea medicamente complet noi datorită utilizării masive a inteligenței artificiale par concrete. E doar o chestiune de timp. Desigur, rezultatele obținute de sistemele de inteligență artificială trebuie apoi confirmate în laborator, cu tehnici tradiționale, iar acum este clar pentru toată lumea că sistemele de IA trebuie să funcționeze alături de bărbați, să-i ajute să efectueze rapid calcule sau „comparații” care ar lua o întreaga viață, fără a înlocui vreodată ființele umane „in toto”.

Aceste sisteme nu dezvoltă încă gândirea'- confirmare Boas Erez - dar au o capacitate puternică de a analiza statistic datele disponibile (mase uriașe de date), îmbunătățindu-și performanța pe măsură ce merg. Mașinile sunt programate pentru a învăța, urmând algoritmi scrise de oameni. Așa cum se întâmplă cu animalele domesticite de oameni, care sunt împinși să avanseze datorită unei serii de stimulente (zaharuri ...), chiar și în algoritmi există „premii” pentru mașinile care învață singure, pentru a le stimula să facă întotdeauna mai bine".

Medicamente și tratamente mai eficiente cu inteligență artificială