La IA generativa puede permitir tratamientos que cambien la vida de las enfermedades



La inteligencia artificial generativa puede haber tenido su momento, pero la tecnología existía mucho antes que ChatGPT y DALL-E. Comenzó en 2014 con un artículo de Ian Goodfellow y varios otros investigadores llamado “Generative Adversarial Networks” (GAN). Goodfellow es un científico informático que ha trabajado para Google Brain y Apple y actualmente está en DeepMind. Hoy, su artículo ha sido citado más de 55 000 veces y es la base de múltiples herramientas de IA.

Hace casi una década, Goodfellow descubrió un gran avance: mediante el uso de tecnología para aprovechar los grandes datos, las herramientas de IA pueden generar datos “sintéticos” en las condiciones adecuadas. Con el tiempo, a través de capacitación y retroalimentación constantes, el sistema aprende a proporcionar datos sintéticos que están estrechamente alineados con el resultado deseado. Hoy, esos datos sintéticos pueden incluir códigos de contratos inteligentes, algoritmos de detección de fraude y, por supuesto, avatares hiperrealistas con su rostro en el metaverso.

La IA generativa no solo resuelve desafíos como la codificación y la gestión de riesgos, sino que también impulsa poderosas innovaciones biotecnológicas. A pesar de los avances en la fabricación y el descubrimiento, aún se necesitan entre 10 y 15 años y cuesta millones de dólares llevar un fármaco desde el descubrimiento al mercado. Y en lugar de disminuir a medida que avanza la tecnología, el costo de llevar un medicamento al mercado solo aumenta.

La IA puede optimizar la velocidad y la eficiencia del descubrimiento de fármacos mediante la optimización de nuevos objetivos, el desarrollo de nuevos fármacos e incluso la determinación de la probabilidad de éxito de los ensayos clínicos.

La IA generativa se está abriendo camino en el mundo de la química

En 2016, la Dra. Alex Zhavoronkov, fundador del unicornio de descubrimiento de fármacos Insilico Medicine, causó revuelo en el mundo de la química al mostrar la tecnología de IA generativa en conferencias desde Londres hasta San Francisco. Su investigación parecía descabellada para algunos, pero transformadora para otros: las GAN, cuando se combinan con el aprendizaje por refuerzo, podrían crear moléculas novedosas para tratar enfermedades.

Hace siete años, muchos pensaban que la IA era un concepto futurista de ciencia ficción. Zhavoronkov trajo ejemplos de la capacidad de la tecnología para crear algo nuevo, para cambiar la mentalidad de las personas. Agregó pétalos a flores fotografiadas y creó caras únicas para explicar cómo la IA puede crear nuevas moléculas. Los químicos se mostraron escépticos, pero Zhavoronkov no se dejó intimidar. AI transformaría nuestras experiencias de atención médica; solo tomó tiempo.

Insilico finalmente demostró que su IA puede encontrar nuevos objetivos de enfermedades. Usando tecnología de IA generativa para fabricar y evaluar candidatos y objetivos farmacológicos, su plataforma diseñó nuevas moléculas que podrían sintetizarse, probarse y convertirse en tratamientos potenciales.

WuXi AppTec se unió a Insilico para desarrollar sus primeras moléculas generativas producidas por IA y luego invirtió en la empresa para acelerarla aún más. Sus primeros objetivos farmacológicos pueden sorprenderlo: tratamientos para enfermedades raras. Debido a que estas enfermedades son tan raras, los científicos saben muy poco sobre su estructura química. AI llenó los vacíos para diseñar candidatos potenciales donde no había una estructura disponible.

Apuntaron a la isoforma JAK3, una secuencia de ADN relacionada con la artritis reumatoide y la psoriasis. El sistema generó 300.000 moléculas y redujo la selección a 100 objetivos prometedores. Aquí, los humanos se unieron al proceso, y los químicos médicos seleccionaron al mejor candidato para un mayor desarrollo. Los resultados se publicaron en Molecular Pharmaceutics en 2018 con una promesa clara: la IA generativa estaba aquí para interrumpir el campo del descubrimiento de fármacos.

¿Cuándo llegará la IA a nuestras farmacias?

Insilico obtuvo patentes para su tecnología de IA, pero también recibió patentes por su trabajo sobre biomarcadores de envejecimiento biológico. La empresa se esfuerza por utilizar la IA para descubrir potentes tratamientos antienvejecimiento. Si bien todavía estamos a varios años de que estos lleguen a los estantes de nuestro botiquín, Insilico también está examinando de cerca cómo envejecemos, incluida la medición de nuestra edad biológica. Los relojes de envejecimiento brindan a los investigadores información valiosa sobre los procesos de envejecimiento individuales.

En 2020, el trabajo de química generativa de Insilico Medicine comenzó como Chemistry42. La plataforma utiliza aprendizaje profundo y aprendizaje de refuerzo para generar estructuras químicas para tratar objetivos médicos predefinidos. Chemistry42 identificó una molécula completamente nueva y potencialmente la primera de su tipo, PandaOmics, para el tratamiento de la fibrosis. El equipo de Insilico diseñó y sintetizó 80 moléculas, con una pequeña molécula prometedora para el tratamiento de la fibrosis pulmonar idiopática (FPI), una rara y devastadora enfermedad pulmonar progresiva.

La empresa había abierto nuevos caminos al combinar el aprendizaje profundo y la química. Las grandes compañías farmacéuticas también se dieron cuenta cuando Pfizer, Arvinas, Fosun Pharma y Sanofi se asociaron con Insilico.

Para febrero de 2022, Insilico rompió otro umbral al avanzar su medicamento IPF a ensayos clínicos de Fase 1 en menos de 30 meses. En enero de 2023, estos estudios de fase 1 anunciaron resultados positivos de primera línea y, en febrero de 2023, el medicamento para la FPI recibió la designación de medicamento huérfano de la FDA. Es hora de los ensayos clínicos de fase 2, donde los pacientes reales de FPI se inscribirán en los ensayos clínicos y probarán la opción de tratamiento que puede cambiarles la vida.

¿El siguiente paso son los medicamentos generados por IA? COVID 19. El fármaco oral de Insilico, ISM3312, está a punto de entrar en ensayos clínicos en China. El medicamento ofrece a los pacientes con COVID protección contra mutaciones y malos resultados. El mundo tiene una gran necesidad de soluciones rápidas para las enfermedades emergentes.

La IA generativa va más allá de las imágenes creativas y la codificación profunda. Cambiará la forma en que los médicos tratan las enfermedades y salvará innumerables vidas. También hay mucho espacio para blockchain: los científicos de descubrimiento de fármacos pueden usar DLT para compartir datos de investigación clínica de forma segura.

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