Πώς το AI βοήθησε στη δημιουργία εμβολίων mRNA

Αλλά η αλήθεια είναι ότι πριν το ChatGPT τραβήξει την προσοχή του κοινού, η τεχνητή νοημοσύνη ήταν ήδη εδώ και έκανε πιο σημαντικά πράγματα από το να γράφει δοκίμια για τεμπέληδες φοιτητές. Υπόθεση: Ήταν το κλειδί για να σωθούν οι ζωές δεκάδων εκατομμυρίων ανθρώπων.

Εμβόλια mRNA σχεδιασμένα με AI

Όπως είπε ο Dave Johnson, επικεφαλής δεδομένων και τεχνητής νοημοσύνης στη Moderna, στο podcast In Machines We Trust του MIT Technology Review το 2022, η τεχνητή νοημοσύνη ήταν αναπόσπαστο κομμάτι της δημιουργίας του εξαιρετικά αποτελεσματικού εμβολίου mRNA της εταιρείας κατά του COVID. Τα εμβόλια mRNA της Moderna και της Pfizer/BioNTech έσωσαν συλλογικά μεταξύ 15 και 20 εκατομμυρίων ζωών, σύμφωνα με μια εκτίμηση από το 2022.

Ο Johnson περιέγραψε πώς η τεχνητή νοημοσύνη δούλευε σκληρά στη Moderna, πολύ πριν εμφανιστεί ο COVID για να μολύνει δισεκατομμύρια. Η φαρμακευτική εταιρεία εστιάζει στην εύρεση θεραπειών mRNA για την καταπολέμηση μολυσματικών ασθενειών, τη θεραπεία του καρκίνου ή την αποτροπή γενετικής ασθένειας, μεταξύ άλλων ιατρικών εφαρμογών. Τα μόρια αγγελιαφόρου RNA είναι ουσιαστικά μοριακές οδηγίες για τα κύτταρα που τους λένε πώς να δημιουργήσουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες, οι οποίες κάνουν τα πάντα, από την καταπολέμηση των λοιμώξεων, την καταλυτική αντίδραση και τη μετάδοση κυτταρικών μηνυμάτων.

Ο Τζόνσον και η ομάδα του έβαλαν την τεχνητή νοημοσύνη και τα αυτοματοποιημένα ρομπότ να δουλέψουν φτιάχνοντας πολλά διαφορετικά mRNA για να πειραματιστούν οι επιστήμονες. Η Moderna γρήγορα πήγε από περίπου 30 το μήνα σε περισσότερα από χίλια. Στη συνέχεια δημιούργησαν αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης για να βελτιστοποιήσουν το mRNA για να μεγιστοποιήσουν την παραγωγή πρωτεϊνών στο σώμα – περισσότερο χτύπημα για το βιολογικό ποσό.

Για το επόμενο κόλπο του Τζόνσον και της ομάδας του, χρησιμοποίησαν την τεχνητή νοημοσύνη για να αυτοματοποιήσουν την ίδια την επιστήμη. Μόλις οι επιστήμονες της Moderna έχουν ένα mRNA για να πειραματιστούν, κάνουν προκλινικές δοκιμές στο εργαστήριο. Στη συνέχεια περνούν σε δέσμες δεδομένων για να δουν ποια mRNA θα μπορούσαν να προχωρήσουν στο επόμενο στάδιο: δοκιμές σε ζώα. Αυτή η διαδικασία είναι μακροχρόνια, επαναλαμβανόμενη και τραβάει την ψυχή — δεν ταιριάζει σε έναν δημιουργικό επιστήμονα, αλλά είναι εξαιρετική για έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης χωρίς σκέψη. Με τη συμβολή των επιστημόνων, κατασκευάστηκαν μοντέλα για την αυτοματοποίηση αυτής της κουραστικής διαδικασίας.

«Δεν σκεφτόμαστε την τεχνητή νοημοσύνη στο πλαίσιο της αντικατάστασης των ανθρώπων», λέει ο Dave Johnson, επικεφαλής δεδομένων και υπεύθυνος AI στη Moderna. «Το σκεφτόμαστε πάντα με όρους αυτής της συνεργασίας ανθρώπου-μηχανής, γιατί είναι καλοί σε διαφορετικά πράγματα. Οι άνθρωποι είναι πολύ καλοί στη δημιουργικότητα, την ευελιξία και τη διορατικότητα, ενώ οι μηχανές είναι πολύ καλές στην ακρίβεια και δίνουν ακριβώς το ίδιο αποτέλεσμα κάθε φορά και το κάνουν σε κλίμακα και ταχύτητα.»

Όλα αυτά τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης είχαν τεθεί σε εφαρμογή την τελευταία δεκαετία. Στη συνέχεια εμφανίστηκε ο COVID. Έτσι, όταν δημοσιοποιήθηκε η αλληλουχία του γονιδιώματος του κορωνοϊού τον Ιανουάριο του 2020, η Moderna ήταν σε αγώνες αντλώντας και δοκιμάζοντας mRNA που θα έλεγαν στα κύτταρα πώς να κατασκευάσουν την πρωτεΐνη ακίδας του κορωνοϊού, ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος να την αναγνωρίσει και να την καταστρέψει. Μέσα σε 42 ημέρες , η εταιρεία είχε ένα εμβόλιο mRNA έτοιμο για δοκιμή σε ανθρώπους. Τελικά πήγε σε εκατοντάδες εκατομμύρια όπλα.

Η Biotech αξιοποιεί τη δύναμη της τεχνητής νοημοσύνης

Η Moderna στρέφει τώρα την προσοχή της σε άλλες ασθένειες που θα μπορούσαν να λυθούν με mRNA και η εταιρεία συνεχίζει να βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να έρχονται στον Τζόνσον με αιτήματα αυτοματισμού, τα οποία ευχαρίστως υποχρεώνει.

«Δεν σκεφτόμαστε την τεχνητή νοημοσύνη στο πλαίσιο της αντικατάστασης των ανθρώπων», είπε στο podcast Me, Myself and AI . «Το σκεφτόμαστε πάντα με όρους αυτής της συνεργασίας ανθρώπου-μηχανής, γιατί είναι καλοί σε διαφορετικά πράγματα. Οι άνθρωποι είναι πολύ καλοί στη δημιουργικότητα, την ευελιξία και τη διορατικότητα, ενώ οι μηχανές είναι πολύ καλές στην ακρίβεια και δίνουν ακριβώς το ίδιο αποτέλεσμα κάθε φορά και το κάνουν σε κλίμακα και ταχύτητα.»

Η Moderna, η οποία ιδρύθηκε ως «ψηφιακή βιοτεχνολογία», είναι αναμφίβολα η αφίσα της χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης σε εμβόλια mRNA. Η Moderna υπέγραψε πρόσφατα συμφωνία με την IBM για τη χρήση των κβαντικών υπολογιστών της εταιρείας καθώς και του ιδιόκτητου γενετικού AI, MoLFormer.

Η επιτυχία της Moderna ενθαρρύνει άλλες εταιρείες να ακολουθήσουν το παράδειγμά της. Τον Ιανουάριο, η BioNTech, η οποία συνεργάστηκε με την Pfizer για να φτιάξει το άλλο εξαιρετικά αποτελεσματικό εμβόλιο mRNA κατά του COVID, εξαγόρασε την εταιρεία InstaDeep για 440 εκατομμύρια δολάρια για να εφαρμόσει την τεχνητή νοημοσύνη μηχανικής εκμάθησης σε όλη την ιατρική της πλατφόρμα mRNA. Και τον Μάιο, ο κινεζικός τεχνολογικός γίγαντας Baidu ανακοίνωσε ένα εργαλείο AI που σχεδιάζει εξαιρετικά βελτιστοποιημένες αλληλουχίες mRNA μέσα σε λίγα λεπτά. Ένας σχεδόν αμέτρητος αριθμός μορίων mRNA μπορεί να κωδικοποιήσει την ίδια πρωτεΐνη, αλλά μερικά είναι πιο σταθερά και έχουν ως αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερων πρωτεϊνών. Το AI του Baidu, που ονομάζεται “LinearDesign”, βρίσκει αυτά τα mRNA. Η εταιρεία παραχώρησε άδεια χρήσης του εργαλείου στη γαλλική φαρμακευτική εταιρεία Sanofi.

Γράφοντας στο περιοδικό Accounts of Chemical Research στα τέλη του 2021, ο Sebastian M. Castillo-Hair και ο Georg Seelig, μηχανικοί υπολογιστών που επικεντρώνονται στη συνθετική βιολογία στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, προέβλεψαν ότι τα μοντέλα μηχανικής μάθησης AI θα επιταχύνουν περαιτέρω την ερευνητική διαδικασία της βιοτεχνολογίας, βάζοντας Το φάρμακο mRNA σε υπερπαραγωγή προς όφελος όλων.

ΠΗΓΗ: Big Thing