Anonim

"Robotforsker " Eva for å spare tid og penger i stoffutvikling

Robotics

David Szondy

8. februar 2015

Eve er i stand til å lage og endre hypoteser basert på testing (Foto: University of Manchester)

Moderne legemidler er et undertrykk av vår alder, men de tar også år å utvikle seg til en utrolig kostnad. For å forkorte utviklingstiden og øke økonomien har forskere ved universitetene i Cambridge og Manchester bygget Eve, en kunstig intelligent "robotforsker " som ikke bare er raskere og billigere enn sine menneskelige kolleger, men har allerede identifisert en forbindelse som kunne brukes til å bekjempe malaria.

Ifølge University of Cambridge ligger farmasøytisk forskning fast i en forferdelig flaskehals. Det kan ta 10 år og 1 milliard dollar for å skape en ny medisinsk tid der mange mennesker fortsetter å lide, og at penger må heves på en eller annen måte. Det er derfor at stoffer for å bekjempe mange sykdommer som malaria mangler og "forældreløse " stoffer, som bare vil hjelpe en håndfull mennesker, ikke aggressivt forfulgt.

"Forventet tropiske sykdommer er et menneskeløp, smitter hundrevis av millioner mennesker og dreper millioner mennesker hvert år, sier professor Steve Oliver fra Cambridge Systems Biology Center og Department of Biochemistry ved University of Cambridge." Vi vet hva som forårsaker disse sykdommene, og at vi i teorien kan angripe parasittene som fører til at de bruker små molekylære stoffer. Men kostnaden og hastigheten til oppdagelse av stoff og den økonomiske avkastningen gjør dem utiltrengende for farmasøytisk industri.

Én måte som legemiddelprøving kan automatiseres er "brute force" -metoden, som innebærer testing av hver sammensatt og hver variant til du kan finne en som er effektiv. Dette fungerer, men det er veldig tidkrevende, og selv med det raskeste automatiserte systemet, kan det bare fungere med de enkleste problemene hvis du har noen få århundrer til overs.

Et raskere og billigere alternativ er roboter med kunstig intelligens som er i stand til ikke bare å utføre rutinemessige legemiddelprøver, men også å utvikle, teste og endre hypoteser mens de automatiserer alle data og resultater automatisk. Det er der Eva kommer inn.

Eva er basert på Adam, en robotforsker utviklet i 2009 av universiteter i Aberystwyth og Cambridge. Den automatiserer test og design på tidlig stadium ved hjelp av en serie tester som gir seg mulighet til maskinskjerming til lave kostnader med en hastighet på 10.000 tester om dagen. I stedet for å stole på brute-force testing av alle tilgjengelige forbindelser, tar Eve en tilfeldig delmengde av forbindelser, og tester dem et antall ganger for å eliminere falske resultater. Positive resultater analyseres deretter ved hjelp av statistikk og maskinlæring for å forutsi nye små molekylstrukturer som sannsynligvis vil gi bedre resultater.

"Eve utnytter sin kunstige intelligens for å lære av tidlige suksesser på skjermen hennes og velge forbindelser som har høy sannsynlighet for å være aktiv mot det valgte stoffet, " sier professor Oliver. "Det brukes et smart screeningsystem basert på genetisk konstruert gjær. Dette gjør at Eve kan ekskludere stoffer som er giftige for celler og velger de som blokkerer virkningen av parasittproteinet, samtidig som alle tilsvarende humane proteiner blir uskadd. Dette reduserer kostnadene, usikkerhet og tid involvert i narkotika screening, og har potensial til å forbedre livet til millioner av mennesker over hele verden. "

Forskerlaget testet Eva ved å ha det testmolekyler fra parasitter som spredte malaria, Chagas 'sykdom og schistosomiasis, og sammenligne dem med 1500 forbindelser for å se om noen var effektive mot dem. Et interessant resultat var at en forbindelse, som virker som et anti-kreft stoff, hemmer DHFR - et sentralt malaria parasittmolekyl. Forskerne påpeker at selv om behandlinger mot molekylet allerede eksisterer, er forskere alltid på utkikk etter alternativer hvis parasittene utvikler motstand mot konvensjonelle behandlinger.

"Til tross for omfattende anstrengelser har ingen vært i stand til å finne en ny antimalarial som retter seg mot DHFR og kan klare kliniske forsøk, sier professor Ross King fra Manchester Institute of Biotechnology. "Eve 's oppdagelse kan være enda mer signifikant enn bare å demonstrere en ny tilnærming til narkotikaforskning. "

Forskningsgruppen sier at Eve for øyeblikket ikke har mulighet til å syntetisere forbindelser som den kan designe basert på testene, men dette kan legges til i fremtidige versjoner.

Forskningsresultater ble publisert i Interface .

Videoen under viser Eve i aksjon.

Kilde: University of Cambridge

Eve er i stand til å lage og endre hypoteser basert på testing (Foto: University of Manchester)

Anbefalt Redaksjonens