Velká hádanka těla a nemoci začíná ustupovat umělé inteligenci, říká generální ředitel společnosti Recursion

Hluboké učení a nástroje pro big data povedou v příštích několika letech k průlomovým objevům v oblastech, jako je onkologie, říká generální ředitel Chris Gibson.

Laboratoře v ústředí společnosti Recursion v Salt Lake City.

Jedním ze způsobů, jak uvažovat o umělé inteligenci v její moderní formě hlubokého učení, je jako o skládačce. Máte obrázek na krabici, a začnete organizovat své kousky. 

"Obvykle začínám tím, že najdu dílky okrajů, porovnám barvy, a vidím, že tady je bílá kočka," říká Chris Gibson o svém přístupu k práci na skládačkách. 

Gibson je spoluzakladatelem a generálním ředitelem devět let staré společnosti s názvem Recursion Pharmaceuticals, která využívá hluboké učení k hledání nových terapeutických přístupů k nemocem. 

Gibson ve skutečnosti třídí to, co by mohlo být dílky do velmi velké skládačky.

A ten obrázek na krabici? 

"Obecný obraz je předpovědět, jak tělo reaguje na cokoli," řekl Gibson v nedávném rozhovoru pro ZDNet přes Zoom. "Jakákoli událost, jakýkoli lék, jakýkoli protein, jakákoli molekula - jaký je výsledek této interakce a je to něco, čemu lze zabránit?"

Je to nakonec hádanka, jak vyléčit tělo. "Je to velká hádanka a je naprosto řešitelná," řekl Gibson. "Kousky se spojují."

Recursion spolu s desítkami dalších mladých biotechnologických společností doufá, že hluboké učení a další techniky umělé inteligence a velkých dat povedou k novým druhům terapií. Sází se na to, že přístup založený na umělé inteligenci se ukáže jako rychlejší než dekáda a půl, kterou obvykle trvá přechod od koncepce přes testování až po uvedení léků na trh. 

Recursion a další také doufají, že technologie může vést k větší úspěšnosti než průmyslové pravidlo, že méně než jedna z deseti iniciativ se vyvine v úspěšnou terapii.

Nyní je chvíle, kdy je třeba zadržet dech pro umělou inteligenci při objevování léků. Žádná společnost ze všech nadějí v oblasti biologie umělé inteligence dosud neuvedla na trh novou terapii se strojovým učením, od začátku do konce. Svět toho o těchto společnostech a technologii hodně slyšel, ale dosud neviděl důkaz, že jejich práce dramaticky mění cestu k vyřešení hádanky biologie. 

"Dostáváme se tam," říká Gibson o Rekurzi a závodě kolegů o prokázání užitečnosti hlubokého učení. "Ode dneška je to jen malý počet let, dva nebo tři," říká, než výsledky programů objevování léků začnou vykazovat skutečné výsledky.

Důkaz, že umělá inteligence s hlubokým učením může vyřešit hádanku nemocí, není vzdálen desítky let, říká spoluzakladatel a generální ředitel Chris Gibson. "Ode dneška je to jen malý počet let, dva nebo tři," říká, než výsledky programů objevování léků začnou vykazovat skutečné výsledky.

Gibsonova společnost, dříve profilovaná společností ZDNet, která vstoupila na burzu loni v dubnu, se specializuje na využívání obrovského množství dat k vytvoření toho, co se nazývá Phenomaps, databáze, které obsahují desítky miliard vztahů mezi různými intervencemi prováděnými na buňkách. K posouzení významu těchto interakcí se používá technologie strojového učení. 

Společnost nashromáždila více než třináct petabajtů informací v Phenomaps a více než 200 miliard "odvozených vztahů", které lze testovat v mokré laboratoři Recursion, kde lze perturbace vyzkoušet in vitro, aby se zjistilo, jak daná molekula reaguje na sloučeninu. Poruchy by mohly zahrnovat něco jako změnu RNA buňky, aby se zjistilo, jak se mění struktura buňky. 

Z kombinace testování řízeného umělou inteligencí a experimentů in vitro vzniká ve spolupráci s velkými farmaceutickými společnostmi značný seznam kandidátů na léky. Rekurze má stále častěji četné "střely na branku", abychom použili frázi z Wall Street, což znamená šance najít buď novou terapii, nebo přepracovat existující terapii s novými výsledky, což by bylo stejně dobré. 

Společnost v lednu uvedla, že má více než 50 programů, projektů, na kterých se Recursion dohodla s klienty po dobu několika let, z nichž každý by mohl přinést průlom. To je nárůst z 37 v době IPO společnosti v dubnu loňského roku.

Z těchto 50 se dva zdají být okamžitě nejslibnější, oba v oblasti onkologie. Jeden je určen k léčbě familiární adenomatózní polypózy, dědičného stavu, při kterém se polypy tvoří v tlustém střevě. Druhý je pro neurofibromatózu typu 2, kdy se nádory tvoří v mozku, míše nebo nervech. 

Oba směřují do fáze II klinických zkoušek, kdy je lék testován na účinnost, a to buď v tomto čtvrtletí, nebo v příštím čtvrtletí, podle aktualizace, kterou společnost poskytla začátkem tohoto měsíce.  

Gibson v lednu řekl skupině investorů na konferenci JP Morgan, že obě iniciativy ukázaly povzbudivé signály. Lék na polypózu, REC-4881, vykazoval "téměř úplnou redukci všech polypů". Lék na neurofibromatózu, REC-2282, vykazoval snížení aktivace některých klíčových drah u pacientů, řekl Gibson, "což je docela vzrušující."

Recursion má zhruba 50 programů, které mají za cíl buď najít nové léky, nebo znovu použít existující, mnohé z nich pro takzvané sirotčí stavy, kde populace těch, kteří trpí nemocí, je méně než několik set tisíc lidí.

Regulační orgány, jako je americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv a jeho evropský protějšek, zatím nepovažují formy umělé inteligence s hlubokým učením za zázrak. Regulátoři však budou v těchto dnech postupovat rychleji, aby odstranili některé překážky ve vývoji léků, kde je to velmi naléhavé. 

Když je nějaký stav považován za "sirotčí" stav - obecně ty, které trpí méně než 200 000 pacienty, což je případ obou zmíněných stavů - FDA a regulační orgány v jiných zemích mu dají přednost, možná dokonce odmávnou konečné požadavky fáze III, aby jej dostaly na trh, když farmaceutický průmysl minul snahu najít lék dříve. 

"Obě tyto indikace jsou onkologické, kde máme určité regulační pobídky, jako je označení léků na vzácná onemocnění nebo rychlé označení," řekl Gibson ZDNet s odkazem na způsob, jakým FDA upřednostňuje některé léčby. "A oba programy mají výklady, že teoreticky, pokud byste viděli opravdu dobrá data, mohli byste jít na trh" bez studie fáze III. 

Gibson nepředpovídá, že by obě tyto snahy získaly povolení k vynechání fáze III, i když někteří na Wall Street si myslí, že je to možné. 

Gibson je nadšený z toho, jak Phenomap dokáže najít kousky skládačky, které nebyly jasné s tradičním přístupem. V lednu jeho společnost diskutovala o tom, jak našla gen, který dříve nebyl spojován s rakovinou vaječníků, a to pouhým použitím Phenomap k práci zpětně od známého genu, na který se většina léků zaměřuje pro tento stav. 

Rekurze funguje zpětně z biologických map, databází Phenomap, aby odvodila významné dráhy.

Když se vědci Recursion zaměřili na protein nového genu v laboratoři na myších, výsledek byl významný. "V podstatě jsme zcela eliminovali nádory a pak jsme přestali dávat myším léky a nádory znovu nevyrostly," vysvětlil Gibson. "A to je zlatý standard pro vzrušující onkologický program."

Kopie prezentace JP Morgan na webových stránkách Recursion nabízí více podrobností o přístupu této společnosti.

Slibné vědecké výsledky doprovází to, co se zdá být smysluplným hlasováním o důvěře ze strany velkých farmaceutických firem. Recursion bylo poskytnuto 230 milionů dolarů v platbách předem od firem, mezi které patří Bayer AG. "Ve střednědobém horizontu" je možné dalších půl miliardy dolarů v milníkových platbách a dalších více než 13 miliard dolarů potenciálně v budoucnu. Pak jsou tu potenciální, nespecifikované licenční poplatky navrch.

Nejnovějším neočekávaným přínosem pro společnost je víceleté partnerství s farmaceutickým gigantem Roche a jeho divizí Genentech, které bylo oznámeno v prosinci. Tato dohoda zahrnovala platbu společnosti Roche společnosti Recursion ve výši 150 milionů dolarů předem. Kromě toho dohoda přichází s několika výstupy, které by se mohly pro Recursion odehrát. 

Mezi výstupy patří poskytnutí více fenomap společnostem Roche a Genentech, databázím pro specifické onkologické cíle a v oblastech neurověd. Tyto Phenomaps mohou vydělat Recursion přes čtvrt miliardy dolarů od Roche, plus další čtvrt miliardy na dalších poplatcích za použití. 

Kromě toho se v nadcházejících letech může rozvinout čtyřicet možných programů, z nichž každý by mohl opravňovat společnost Roche k dalším 300 milionům dolarů v platbách za vývoj a komercializaci. To závisí na tom, zda každý z těchto programů dosáhne svých milníků. 

Samozřejmě neexistuje žádná záruka, že některý z programů splní své milníky. Pokud by se to však některému z nich podařilo - "pokud se nám to podaří vypadnout," tak to Gibson formuloval pro ZDNet - pak by kromě všech těchto milníkových plateb existovaly odstupňované licenční poplatky, které by pocházely z prodeje terapií Roche.

Dohoda s Roche je nejen dosud největší dohodou pro Recursion, ale také milníkem pro celou oblast. "Je to jedna z největších, ne-li největší spolupráce v historii farmacie," řekl Gibson, čímž myslel dohodu, která nelicencuje existující sloučeninu. "Protože neexistuje žádný lék, čistě pojďme hledat věci společně, toto je jeden z největších, které jsme byli schopni najít, a myslím, že to vypovídá o potenciálu tohoto prostoru," řekl Gibson s odkazem na výzkumnou vlnu řízenou umělou inteligencí.

Rekurze měla zatím minimální finanční výnos, ale Wall Street očekává, že se to letos výrazně změní. Společnost Recursion ve středu ráno oznámila finanční výsledky za 4. čtvrtletí a odhalila celkové tržby ve výši 10,2 milionu dolarů v loňském roce, což je nárůst ze 4 milionů dolarů v roce 2020. To by se podle konsensu společnosti FactSet mohlo v roce 2022 zvýšit na 29 milionů dolarů. 

Hodně záleží na načasování, s jakým jsou platby předem realizovány. Například v případě 150 milionů dolarů od společnosti Roche, i když jsou peníze v držení Recursion, jsou uznány jako příjmy pouze tehdy, když jsou Recursion splněny určité závazky. 

"Skutečně se to uznává, když provádíme práci, a můj odhad je, že počáteční práce je tak trochu téměř střednědobá," řekl Gibson o příjmech Roche, což znamená "pár let, tři roky", s výsledkem, že "to bude uznáno po částech každé čtvrtletí po toto období."

Investoři vyvíjejí velký tlak na to, aby každá mladá společnost dosáhla milníků a dokázala, že lze dosáhnout finanční návratnosti. V tuto chvíli je kladen důraz na to, aby se REC-4881 a REC-2282 dostaly přes kliniku, řekl.

Gibson se však již dívá na druhou fázi života společnosti, kdy společnost hlouběji organizuje dílky skládačky. Až dosud bylo hledání léků o tom, že se vzal existující lék lékového partnera a našlo se pro něj lepší využití, například identifikací nového cíle. 

Ve druhé fázi společnost navrhne nové terapie od nuly, přičemž se nejprve nebude dívat na to, co je již známo, ale na to, co je odvozeno čistě z fenomapy dané nemoci. 

"Nejvíce se nyní těším na příchod naší nové generace programů, naší vlastní chemie a mapování a navigace, která je příběhem původu," řekl Gibson. 

Smyslem využití hlubokého učení, řekl Gibson, "je zlepšovat se v průběhu času," čímž narážel na vysokou míru selhání a dlouhé, dlouhé doby vývoje ve farmacii. "A pokud je tato hypotéza pravdivá, všechny programy by se měly v průměru také časem zlepšovat," protože vycházejí z lepších poznatků.

"Jsme velmi nadšení z naší první generace, vezeme je na kliniku, protože věříme," řekl Gibson. "Ale myslíme si, že pravděpodobnost úspěchu by se měla v průběhu času zvyšovat, a doufáme, že ukážeme, že tato nová generace onkologických programů je pro pacienty transformační než naše první generace."

Za touto druhou fází života existuje ještě další fáze rekurze, která je dosud nedefinovaná, řekl Gibson. "Mohlo by to být spousta věcí," řekl. Mohlo by to zahrnovat testování toxicity léku in silico, před jakoukoli mokrou laboratorní prací. To by mohlo například zlepšit počet platných cílů, po kterých společnost jde.  

"Mohlo by to být tak, že předpovídáme některé vlastnosti typu toxicity a absorpce, distribuce a metabolismu," řekl Gibson. Nebo by se Recursion mohla zaměřit na "jiné modality", řekl, a jít nad rámec pouhých léků s malými molekulami. Další fáze by také mohla zahrnovat "identifikaci kombinovaných terapeutik, kde dva léky, o kterých předpokládáme, že by měly synergický vztah proti jednomu nebo více cílům".

Když existuje mnoho potenciálních směrů, kterými by se člověk mohl vydat, zdá se důležité, aby na krabici byl obrázek skládačky, kompletní. Gibsonův pocit, že umělá inteligence může v nadcházejících letech přinést průlomové objevy, je díky tomuto obrázku posílen. Je jisté, že širší celek, totiž pochopení těla a jeho léčení, bude vyřešen těmito novými nástroji, tvrdí.

"Je zde velký tlak," řekl Gibson o vývoji léků, "ale je to důležité, protože ať už jsme to my nebo někdo jiný, kdo je úspěšný, někdo zde bude mít velký vliv, a to bude pro pacienty hodně důležité."