Компания FutureHouse объявила, что их многоагентная система Robin может предлагать и доклинически проверять новые методы лечения любых заболеваний человека. Они использовали Robin для поиска препарата-кандидата для лечения глазного заболевания.

С тех пор как в 1950-х годах впервые был введён термин «искусственный интеллект» (ИИ), то, что когда-то относилось к сфере научной фантастики, постепенно стало реальностью. Каждое десятилетие приносило свои прорывы: от первых чат-ботов до цифровых помощников, таких как Siri и Alexa, до передовых систем, таких как AlphaFold для прогнозирования структуры белка и ChatGPT для генерации текста.

По мере роста возможностей ИИ увеличивается и его влияние, особенно в области научных открытий. В последние годы исследователи начали изучать, как создать ИИ-ученых: инструменты, призванные помогать исследователям-людям в выдвижении гипотез, обзоре литературы, планировании экспериментов и анализе данных.

FutureHouse, некоммерческая исследовательская организация в области ИИ, работает над тем, чтобы воплотить эту идею в жизнь. «Когда мы начинали [несколько лет назад], люди считали, что создавать ИИ — это безумие», — отметил Эндрю Уайт, руководитель научной группы и соучредитель FutureHouse.

В недавней препринте на arXiv учёные представили Robin — платформу на основе ИИ, разработанную как многоагентная система для автоматизации различных этапов научных исследований. Каждый агент выполняет определённый этап исследования: Crow выполняет общий поиск в литературе, Falcon проводит более глубокий анализ обзоров литературы (оба агента работают с ресурсами в открытом доступе), а Finch анализирует экспериментальные данные и уточняет гипотезы с помощью итераций. Изначально разработанные как отдельные инструменты, они были объединены командой для создания новой гипотезы, разработки экспериментальных методов и выявления терапевтических кандидатов для лечения целевого заболевания.

Команда сосредоточилась на возрастной макулярной дегенерации (ВМД), которая является основной причиной серьёзной потери зрения у людей в возрасте 50 лет и старше. По оценкам, 20 миллионов американцев страдают той или иной формой ВМД, которая бывает двух типов: влажной и сухой. Для сухой ВМД (dAMD), на долю которой приходится более 80% случаев ВМД, в настоящее время не существует эффективного лечения. Используя это заболевание в качестве примера, исследователи попросили Робина предложить потенциальный терапевтический препарат, и он определил механизм действия, связанный с фагоцитозом.

«Мы просто объединили эти элементы в цикл и обнаружили, что можем получить действительно впечатляющие результаты», — сказал Уайт. Он подчеркнул, что Робин выполнял вычислительные задачи, в то время как учёные-люди проводили физические эксперименты и писали статьи.

Изучив литературу вместе с Кроу, Робин выявил 10 потенциальных механизмов развития заболевания. Используя подход, основанный на парном сравнении, он составил таблицы и рассчитал рейтинг. Из них лучшим кандидатом на роль терапевтической стратегии было предложено усиление фагоцитоза пигментного эпителия сетчатки (RPE). Затем Фалькон оценил молекулы-кандидаты для достижения этой цели, а Финч проанализировал экспериментальные данные, показывающие, что ингибитор ро-киназы (ROCK) Y-27632 усиливает фагоцитоз RPE в клеточной культуре.

Чтобы изучить механизм, Робин предложил провести эксперимент с секвенированием РНК, который показал, что Y-27632 активирует ABCA1, липидный насос для выведения липидов, который может играть решающую роль в здоровье клеток RPE. Основываясь на этом, Робин предложил второй круг препаратов-кандидатов, в результате чего был получен рипазудил — клинически одобренный ингибитор ROCK для лечения глаукомы в Японии, но ранее не связанный с сухой формой ВМД. Последующие эксперименты подтвердили эффективность препарата в усилении фагоцитоза клеток RPE.

Хотя ингибиторы ROCK используются в других областях офтальмологии, их роль в стимулировании фагоцитоза изучена в меньшей степени. «Одной из ключевых функций является фагоцитоз, который Робин описал в нашей статье как механизм развития заболевания», — сказал соавтор Али Гариб, офтальмолог и научный сотрудник FutureHouse.

Гариб объяснил, что, хотя влажная и сухая формы ВМД имеют схожие ранние патологические изменения в клетках пигментного эпителия сетчатки, у них есть уникальные генетические факторы риска, и по мере прогрессирования заболевания они существенно различаются. Это различие крайне важно, поскольку у пациентов с сухой формой ВМД нет эффективного лечения. Он добавил: «Мы создали «Робина» таким образом, чтобы можно было брать идеи из самых разных областей медицины… а затем синтезировать их во что-то совершенно новое. [Робин] — это, по сути, междисциплинарный эксперт по разработке лекарств».

Исследование привлекло внимание научного сообщества, в том числе в связи с дискуссиями о более ранних работах, предлагающих ингибиторы ROCK для лечения ВМД. Прочитав статью, Конрад Кординг, нейробиолог из Пенсильванского университета, который не принимал участия в исследовании, сказал, что это побудило его поискать в интернете, не изучалась ли предложенная стратегия в предыдущих исследованиях с участием людей. «Это важный вопрос, от которого зависит ценность предложения. Я думаю, они с готовностью признают, что любой специалист в этой области знал бы, что это значимая гипотеза».

«Мы все используем такие инструменты, как Google Scholar и Grammarly, и ИИ сейчас внедряется в эту [сферу]», — сказал Кординг. Тем не менее, отметил он, в статье поднимается ключевой вопрос: можно ли в конечном итоге исключить людей из исследовательского процесса, чтобы сделать науку более эффективной? «Это большая мечта, и я не уверен, что для этого уже пришло время». Кординг скептически отнёсся к заявлениям в препринте о полной автоматизации научных открытий, подчеркнув необходимость человеческого контроля и проверки. — Тем не менее они создали несколько инструментов, и эти инструменты кажутся мне интересными.

После публикации препринта команда FutureHouse заявила, что, насколько им известно, ни одна другая группа не предлагала использовать ингибиторы ROCK для лечения сухой формы ВМД и что без их ИИ-агентов было бы очень сложно прийти к этой гипотезе. Однако они признали, что, хотя открытие и многообещающее, это ещё не «ход-37» — смелый, новый шаг, сделанный ИИ, — и необходима дальнейшая проверка, прежде чем его можно будет считать эффективным методом лечения.

«[Люди] в Твиттере говорят: «Оглядываясь назад, это очевидно», и это здорово. Это значит, что люди верят в это, и это возможно, — сказал Уайт. — Каждый может спорить о том, насколько это было очевидно, но в конце концов это будет полезно для пациентов в конце цепочки».