DI kovai su Alzheimerio liga

Alzheimerio liga – viena sudėtingiausių neišspręstų medicinos problemų ir viena iš labiausiai pražūtingų. Ji pražudo milijonus žmonių, užkrauna didžiulę naštą šeimoms ir vis dar atsilaiko prieš daugelį šiuolaikinės medicinos laimėjimų. „OpenAI“ fondas nori tai pakeisti pasitelkdamas pažangųjį DI, kad paspartintų šios ligos prevencijos ir gydymo mokslą.^1⁠ Kaip pirmąjį žingsnį, šį mėnesį baigiame derinti daugiau nei 100 mln. JAV dolerių dotacijas šešioms tyrimų institucijoms, kad paremtume ir paspartintume Alzheimerio ligos tyrimus – generuodami naujus duomenis, padėdami kurti naujus vaistus ir plėsdami galimus gydymo būdus.

Šios dotacijos yra mūsų darbo pradžia; dar reikia nuveikti daug daugiau. Tikimės, kad per 2026 m. ir vėliau skirsime daugiau dotacijų Alzheimerio tyrimams kitiems mokslininkams ir tyrimų institucijoms, kad kartu pagaliau galėtume išvengti Alzheimerio ligos ir ją išgydyti.

Kodėl dėmesys sutelkiamas į Alzheimerio ligą?

Mūsų misija – užtikrinti, kad AGI būtų naudingas visai žmonijai. Alzheimeris yra didžiulė problema, ji aštrėja senstant visuomenei, o ligos sudėtingumas yra tinkamas iššūkis DI technologijai.

Alzheimerio liga paveikia ne tik milijonus žmonių, kuriems ši liga diagnozuota, bet ir jų sutuoktinius, vaikus bei kitus juos slaugančius asmenis. Ši liga užkrauna didžiulę emocinę ir finansinę naštą šeimoms.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius žmonija padarė pažangą kovodama su trimis iš keturių pagrindinių mirties priežasčių – širdies ligomis, infekcinėmis ligomis ir kai kuriais vėžiniais susirgimais, taip sumažindama mirties riziką bet kokiame amžiuje.

Tačiau veiksmingų vaistų nuo ketvirtosios pagrindinės mirties priežasties – neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio liga – kūrimas kol kas pasirodė sunkiai įveikiamas, nepaisant geriausių žmonijos mokslininkų pastangų.

Taip yra todėl, kad Alzheimerio ligą, atrodo, lemia ne viena priežastis, o genetinių rizikos veiksnių, neteisingo baltymų susilankstymo, uždegimo, sinapsių disfunkcijos ir kitų veiksnių sąveika – dešimtmečius trunkanti interakcija su aplinkos veiksniais, ir visa tai vyksta smegenyse – organe, kurį sunku ištirti ir į kurį sunku pristatyti vaistus. Tradiciniais tyrimų metodais sunkiai sekėsi tai perprasti.

DI yra unikaliai pritaikytas šiai užduočiai. Jo gebėjimas analizuoti įvairių tipų duomenis – įskaitant pacientų klinikinius simptomus, biologinius ligos žymenis, vaistų kandidatų atrankas ir kita – siūlo iš esmės naują būdą suprasti šių veiksnių sąveiką, nustatyti tinkamus vaistų taikinius ir diagnozuoti išvengiamą riziką pacientams dešimtmečiais anksčiau.

Mūsų tikslas – padėti mokslininkams išrasti naujas priemoens, padėsiančias pagaliau išvengti Alzheimerio ligos ir ją gydyti. Kadangi šį tikslą iki šiol buvo taip sunku pasiekti, mes tai matome kaip aiškų DI gebėjimo pakeisti tai, kas įmanoma žmonių sveikatos srityje, išbandymą. Siekiame sukurti reikšmingą pokytį žmonėms, kuriems gresia Alzheimerio liga, ir jų šeimoms.

Mūsų pradinis požiūris

Esame dėkingi už pagalbą, kurios sulaukėme iš išorės mokslinių recenzentų, formuluojant mūsų pradines strategijas. Nors džiaugiamės kiekviena iš šių rėmimo sričių, nesitikime greitai pasiekti savo Alzheimerio ligos prevencijos ir gydymo tikslo. Kai kurie eksperimentai pateiks neigiamų rezultatų ir pakeliui pasitaikys nesėkmių. Tokia yra mokslo prigimtis – mokysimės taip greitai, kaip tik galime, atnaujindami savo požiūrį atsiradus rezultatams.

Pradžiai turime pirmines hipotezes, kaip galime paremti tyrimų ekosistemą taip, kad ji papildytų esamas pastangas ir pasitelktų tai, kas dabar įmanoma su DI. Kartu jos sukuria „penkių lygmenų sistemą“ pagrindinėse tyrimų institucijose.

1. Sukurti Alzheimerio ligos „priežastinį žemėlapį“ naudojant DI, siekiant patvirtinti intervencijos taikinius. Dabar aišku, kad Alzheimerio ligą lemia daugiau nei viena priežastis. Tai reiškia, kad turėtume sudaryti visą priežastinių veiksnių tinklo žemėlapį ir nustatyti efektyviausius terapinės intervencijos mazgus skirtingiems žmonėms. Bendradarbiaudami su biologijos srities DI tyrėjais, esančiais priešakinėse linijose, tokiais kaip Arc Institute⁠, siekiame suprasti, kaip smegenų modelių „organoidai“ reaguoja į skirtingus genetinių ir aplinkos rizikos veiksnių derinius. Tokie didžiulės apimties eksperimentiniai duomenys gali būti naudojami mokant DI modelius, kurie suteikia informacijos būsimiems eksperimentams. Naudodami šį hibridinį variklį, tyrėjai gali dalytis savo atradimais, kuriais galėtų remtis kiti, ir siūlyti mechaniškai pagrįstus vaistų taikinius tolesniems bandymams.

Alzheimerio liga iš dalies atspari gydymui, nes tai esminis sudėtingos ligos pavyzdys. Tai šimtų genetinių ir aplinkos rizikos veiksnių, dešimtmečius sąveikaujančių įvairiuose ląstelių tipuose, rezultatas. „Arc“ institute kuriame eksperimentines ir skaičiavimo technologijas, kad galėtume tiksliai atvaizduoti šias sąveikas dideliu mastu.

– Dr. Patrick Hsu, „Arc Institute“ vienas iš įkūrėjų ir pagrindinis tyrėjas

Norime rasti tokius poveikius, kuriais būtų galima perkelti ląstelę iš ligos būsenos atgal į sveiką. Norėdami tai padaryti, vykdome aktyvų mokymosi ciklą: sistemingai trikdome žmogaus audinių modelius remdamiesi pacientų duomenimis, matuojame, kas vyksta, ir naudojame rezultatus iteratyviai tobulindami savo Alzheimerio ligos DI modelius. Kiekvienas ciklas suteikia ryškesnį priežastinį vaizdą, kur ligos keliai susikerta ir kur reikia įsikišti.

– Dr. Silvana Konermann, „Arc Institute“ viena iš įkūrėjų ir vykdomoji direktorė

2. Kurti naujus vaistus pasitelkus DI ir išbandyti juos laboratorijoje – kartu su tokiais partneriais kaip Baltymų projektavimo institutas⁠ bei pirmaujančiais kitų tyrimų institutų neurologais ir neuromokslininkais. Nuo 2000 m. klinikiniais tyrimais buvo išbandyta daugiau nei 100 vaistų nuo Alzheimerio ligos, tačiau beveik visi jie nepasiteisino arba turėjo nepageidaujamą šalutinį poveikį. Tikime, kad su DI biologijos įrankių pagalba sukurtos molekulės ilgainiui turės didesnę sėkmės tikimybę. Tačiau, norėdami nustatyti, ar tai tiesa, tyrėjai pirmiausia turi sugebėti patvirtinti savo skaitmeninius kūrinius ląstelėse, audiniuose ir gyvūnuose.

Baltymų projektavimo institute „UW Medicine“ esame pasiryžę kurti bendradarbiavimo procesus, orientuotus į didžiausią teigiamą poveikį pasaulinei gerovei. Naudodami naujausius DI grindžiamus baltymų dizaino modelius, sėkmingai sukūrėme molekules, kurios jungiasi prie su Alzheimerio ligos progresavimu susijusių taikinių, juos modifikuoja ir ardo. Plėsti, tobulinti ir dalytis šiuo įrankių rinkiniu su neuromokslininkais, kurie gali pritaikyti mūsų sukurtus baltymus neurodegeneracijai numatyti ir spręsti, yra vienas iš mūsų svarbiausių prioritetų.

– Dr. David Baker, Nobelio premijos laureatas ir Vašingtono universiteto Baltymų projektavimo instituto direktorius

3. Remti atvirus duomenų rinkinius prognozuojant vaistų veiksmingumą ir stebėti ligos progresavimą su intervencija ir be jos. Tai apima naujų, su Alzheimerio liga susijusių atvirų duomenų rinkinių kūrimą bendradarbiaujant su ne pelno siekiančiomis organizacijomis, tokiomis kaip Tikslinių tyrimų organizacija EvE Bio⁠. Tai taip pat apima paramos teikimą esamiems išilginiams ir epidemiologiniams duomenų rinkiniams plėsti bei galimybę atsakingai atverti esamus biotechnologijų įmonių surinktus duomenis, kurie gali būti naudingi visiems tyrėjams.

4. Nustatyti naujus biologinius ligos žymenis, pagerinant diagnozavimą ir klinikinių tyrimų eigą kartu su tokiais partneriais kaip UCSF. Pirmojo kraujo tyrimo Alzheimerio ligai nustatyti patvirtinimas praėjusiais metais⁠ suteikia specializuotiems gydytojams daugiau priemonių paciento būklei įvertinti mažiau invaziniu būdu. Kraujo ir kiti biologiniai žymenys taip pat suteikia tyrėjams galimybę atliekant klinikinius tyrimus išmatuoti vaistų poveikį ligos progresavimui, įskaitant kaip antrinius rodiklius tyrimuose, kurių pagrindinis tikslas yra kita liga (kaip parodyta šiame neseniai atliktame širdies ir kraujagyslių ligų tyrime⁠). Yra daugiau galimybių eiti toliau taikant modernią proteomiką ir kitus pacientų mėginių tyrimus dabar, kai DI gali perprasti sudėtingesnius biologinius signalus.

Alzheimerio liga išlieka vienu iš opiausių medicinos iššūkių, o pažanga priklauso nuo to, kaip mokslo proveržiai bus susieti su mūsų pacientų priežiūra. Šis bendradarbiavimas leidžia sujungti pasaulyje pirmaujančias pastangas – nuo laimėjimų baltymų dizaino srityje iki gilių klinikinių ir biologinių įžvalgų čia, UCSF – siekiant geriau suprasti šią ligą ir atrasti naujus gydymo kelius. Dirbtiniam intelektui padedant apjungti šias įžvalgas ir perprasti milžinišką komplekskiškumą, turime galimybę paspartinti atradimus, kurie galėtų iš esmės pakeisti pacientų gyvenimus.

– Dr. S. Andrew Josephson, UCSF ir UCSF „Weill“ neurologijos instituto profesorius ir Neurologijos katedros vedėjas

5. Išbandyti gydymo būdus, kurių patentai pasibaigę, ir naudoti DI siekiant kuo geriau perprasti anoniminius pacientų duomenis bei internete pateiktą patirtį. Yra nemažai intervencijų, kurios galbūt yra veiksmingos – pavyzdžiui, ličio orotatas⁠ ir vakcina nuo juostinės pūslelinės, kurios patentas baigęs galioti⁠ – tačiau joms pagrįsti reikia daugiau kokybiškų įrodymų, o privatus sektorius nėra suinteresuotas mokėti už klinikinius tyrimus.

Viliuosi, kad fiziologinės ličio orotato dozės gebėjimas pakeisti patologiją ir atkurti atmintį Alzheimerio liga sergančių pelių modeliuose bus pritaikomas ir senstančiai žmonių populiacijai. Litis maitina mūsų telefonus, nešiojamuosius kompiuterius ir elektrines transporto priemones. Spėju, kad smegenys galėjo panaudoti šią unikalią elektrochemiją dar prieš mums tai padarant.

– Dr. Bruce Yankner, Harvardo medicinos mokyklos Genetikos ir neurologijos profesorius bei Harvardo Glenno senėjimo biologijos tyrimų centro vienas iš direktorių

Iteracinis mokymasis

Vienu metu judėsime į priekį visuose penkiuose frontuose, kad papildytume kitas pastangas tyrimų ekosistemoje. Gavę daugiau grįžtamojo ryšio iš tyrėjų bendruomenės, tikimės papildyti esamus metodus, kad kartu galėtume išsiaiškinti, kaip išvengti Alzheimerio ligos ir ją išgydyti.

Tiesiogiai kovodami su Alzheimerio liga, siekiame ne tik padėti pakeisti šios ligos eigą, bet ir sukurti įrankius bei žinias, galinčias paspartinti pažangą kovojant su daugeliu kitų ligų.

* * *

Jei norite gauti „OpenAI“ fondo naujienas, prenumeruokite jas čia⁠. Jei norite susisiekti su mūsų gyvybės mokslų ir ligų gydymo komanda, rašykite mums [email protected]⁠.

Be akademinių straipsnių, esame dėkingi ataskaitų, išsamių straipsnių bei tinklaraščių įrašų apie DI ir mokslą skaitytojai. Nors mes nesutinkame su visais teiginiais šiuose darbuose, jie apima šią Nacionalinės akademijos ataskaitą⁠, šį Alzheimerio ligos vaistų kūrimo proceso apžvalginį straipsnį⁠, aukšto lygio medicinos pažangos santraukas, pavyzdžiui, šį straipsnį apie mirtingumą nuo širdies ir kraujagyslių ligų⁠, šį Science tinklaraščio įrašą⁠ apie sunkumus, trukdančius DI daryti pažangą medicinoje, ir šią klinikinių duomenų idėją iš IFP⁠.

Raginame jus skelbti analizes viešai ir atsiųsti mums nuorodą el. paštu, jei manote, kad ši perspektyva galėtų būti mums naudinga.