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.
Pagal amžių standartizuotas trijų pagrindinių mirties priežasčių mirtingumo rodiklis 100 000 gyventojų pasauliniu mastu (IHME)
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.
Pagal amžių standartizuotas mirtingumo nuo Alzheimerio ligos rodiklis pasauliniu mastu (IHME)
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. Pasitelkus DI sukurti Alzheimerio ligos „priežasčių žemėlapį“, kad būtų patvirtinti intervencijos taikiniai. Dabar atrodo aišku, kad Alzheimerio ligą lemia daug veiksnių, o ne vienas. Vadinasi, turėtume sudaryti visą priežastinių veiksnių tinklą, kad atskiriems žmonėms nustatytume veiksmingiausius terapinės intervencijos mazgus. Bendradarbiaudami su tyrėjais, atliekančiais priešakinius DI biologijos tyrimus, pavyzdžiui, iš „Arc Institute“, siekiame suprasti, kaip modeliniai smegenų „organoidai“ reaguoja į skirtingus genetinių ir aplinkos rizikos veiksnių derinius. Tokius didelio masto eksperimentinius duomenis galima naudoti mokant DI modelius, kurie padės atlikti būsimus eksperimentus. Naudodamiesi šiuo mišriu varikliu, tyrėjai gali tiesiogiai dalytis savo atradimais, kad jais galėtų remtis kiti, ir tolesniems tyrimams pasiūlyti mechanistiškai pagrįstus vaistų taikinius.
„Arc Institute“ Alzheimerio ligos iniciatyvos komandos nariai (iš kairės į dešinę: Lorena Saavedra, Nianzhen Li, Dave Burke, Tony Hua, Silvana Konermann, Dara Leto, Patrick Hsu, Megan van Overbeek, Kristen Seim). Nuotrauka: Raymond Rudolph.
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.
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.
2. Pasitelkus DI kurti naujus vaistus ir išbandyti juos laboratorijoje – kartu su partneriais, tokiais kaip Baltymų dizaino institutas, bei pirmaujančiais neurologais ir neuromokslininkais iš „Mass General Brigham“ neuromokslų instituto. Nuo 2000 m. klinikiniuose tyrimuose išbandyta daugiau nei 100 vaistų nuo Alzheimerio ligos, tačiau beveik visi jie buvo neveiksmingi arba sukėlė nepageidaujamą šalutinį poveikį. Tikime, kad pasitelkus DI biologijos įrankius sukurtos molekulės ilgainiui pasižymės didesne veiksmingumo tikimybe. Tačiau norėdami nustatyti, ar tai tiesa, tyrėjai pirmiausia turi turėti galimybę patvirtinti savo skaitmeninius kūrinius ląstelių, audinių ir gyvūnų modeliuose.
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.
3. Palaikyti atviruosius duomenų rinkinius, kad būtų galima prognozuoti vaistų poveikį ir stebėti ligos eigą taikant intervenciją ir jos netaikant. Tai apima naujų atvirųjų Alzheimerio ligos duomenų rinkinių kūrimą kartu su ne pelno organizacijomis, pavyzdžiui, Kryptingų tyrimų organizacija „EvE Bio“. Taip pat palaikoma esamų ilgalaikių ir epidemiologinių duomenų rinkinių plėtra, ieškoma galimybių atsakingai atverti biotechnologijų įmonių sukauptus duomenų rinkinius, kurie galėtų atnešti naudos visiems tyrėjams.
Junginių dozavimas mikroskopiniais kiekiais į tyrimams paruoštas plokšteles, skirtas kiekybinei didelio našumo atrankai ir profiliavimui pagal tikslus. Nuotrauka: „EvE Bio“.
4. Nustatyti naujus ligų biologinius žymenis, siekiant pagerinti diagnostiką ir klinikinių tyrimų eigą, bendradarbiaujant 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 klinikiniuose tyrimuose įvertinti vaistų poveikį ligos eigai, įskaitant atvejus, kai jie naudojami kaip antriniai rodikliai tyrimuose, kurių pagrindinis tikslas – kita liga (kaip nurodyta šiame neseniai atliktame tyrime apie širdies ir kraujagyslių ligas). Dabar, kai DI gali analizuoti sudėtingesnius biologinius signalus, atsiveria dar daugiau galimybių plėtoti moderniąją proteomiką ir kitus pacientų mėginių tyrimus.
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.
5. Išbandyti patentais nebesaugomus gydymo metodus ir naudoti DI, siekiant nuodugniai išanalizuoti anonimizuotus pacientų duomenis bei internete aprašytas patirtis.Yra keletas intervencinių gydymo metodų, kurių veiksmingumas pagrįstas preliminariais duomenimis – pavyzdžiui, ličio orotatas ir patentu nebesaugoma vakcina nuo juostinės pūslelinės, – tačiau būtina surinkti daugiau aukštos kokybės įrodymų, o privatus sektorius nėra suinteresuotas finansuoti šių klinikinių tyrimų.
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.
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.
* * *
Norėdami gauti „OpenAI Foundation“ naujienas, prenumeruokite čia. Norėdami susisiekti su mūsų gyvybės mokslų ir ligų gydymo komanda, rašykite adresu [email protected].
Be akademinių straipsnių, mielai skaitome ataskaitas, išsamius straipsnius ir tinklaraščių įrašus apie DI bei mokslą. Nors pritariame ne visiems šiuose tekstuose pateiktiems teiginiams, vertiname šią Nacionalinių akademijų ataskaitą, šį apžvalginį straipsnį apie Alzheimerio ligos vaistų kūrimo eigą, aukšto lygio medicinos pažangos santraukas, pavyzdžiui, šį tekstą apie mirtingumo nuo širdies ir kraujagyslių ligų rodiklius, šį žurnalo „Science“ tinklaraščio įrašą apie iššūkius, kylančius DI siekiant pažangos 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.
Pastabos
- 1
Tiksliau sakant, mūsų dėmesys sutelktas į Alzheimerio ligą ir su ja susijusius sutrikimus – Alzheimerio liga dažnai pasireiškia kartu su kitomis demencijomis.