Ученые из Японии применили ИИ, чтобы ускорить разработку ингибитора протонной помпы — лекарства от проблем с желудком, вызванных сильной секрецией соляной кислоты. Платформа «Deep Quartet» сделала монотонную работу и предложила более сотни соединений, которые могут стать основой лекарства. Дальше ученые вручную выбрали самые перспективные из них. В итоге было получено DQ-06 — эффективно средство, блокирующее секрецию кислоты.

Исследователи из Университета Нагоя в Японии инновационно использовали искусственный интеллект для разработки нового ингибитора желудочной кислоты, который обладает лучшей аффинностью связывания по сравнению с существующими лекарствами. Основная цель заключалась в устранении проблем, связанных с дисбалансом секреции соляной кислоты в желудке. Для этого ученые хотели создать препарат, который воздействует на гастропротонную помпу.

Протонная помпа — это белковый комплекс в клеточной мембране, который участвует в переносе ионов водорода через мембрану клетки. Этот процесс играет важную роль в регулировании уровня кислотности внутри клетки и в окружающей среде. В контексте желудочной секреции протонная помпа имеет особое значение, так как она участвует в производстве желудочной кислоты, перекачивая протоны из клеток слизистой оболочки желудка в его полость. Ингибиторы протонной помпы блокируют ее действие, уменьшая тем самым продукцию желудочной кислоты и облегчая симптомы связанных с кислотностью заболеваний.

Под руководством доцента Кадзухиро Абе и профессора Сатоси Ёкошима исследовательская группа использовала платформу для поиска лекарств «Deep Quartet» на основе ИИ. Она помогла им выделить более сотни соединений, которые могли стать основой потенциальных лекарств. Затем группа отбирала самые перспективные из них вручную, чтобы провести синтез и испытания.

Так было получено вещество DQ-18 с высокой связывающей аффинностью. Связывающая аффинность отражает способность молекулы лекарственного препарата связываться с целевым белком, в данном случае с протонной помпой. Чем она выше, тем эффективнее соединение может блокировать или модулировать функцию целевого белка. У DQ-18 это свойство значительно выше, чем у SCH28080, прототипного соединения для ингибиторов желудочной кислоты.

Исследователи использовали крио-электронную микроскопию для анализа взаимодействия молекул соединения с гастропротонным помпой. Далее они модифицировали его, чтобы улучшить связывающие свойства, и получили более эффективный DQ-06. Несмотря на применение ИИ в процессе проектирования и анализа, наиболее значимую работу осуществили люди. «Deep Quartet» ускорила их изыскания и забрала часть монотонного длительного труда. Ученые считают, что в будущем ИИ в медицине все чаще будут использовать похожим образом.