Международное сотрудничество стимулирует разработку инструмента для поиска лекарств на основе ИИ

Исследователи из Университета штата Огайо и Индийского технологического института в Мадрасе разработали прорывную систему искусственного интеллекта (ИИ) для быстрого создания молекул, подобных лекарственным препаратам, которые легче синтезировать в реальных лабораторных условиях.

Новая система, получившая название PURE (Policy-guided Unbiased REpresentations for Structure-Constrained Molecular Generation), обещает значительно сократить сроки разработки новых препаратов на ранних этапах и может сыграть решающую роль в борьбе с лекарственной устойчивостью при раке и инфекционных заболеваниях. Она отличается от существующих инструментов ИИ для генерации молекул, которые полагаются на жесткие механизмы оценки или статистическую оптимизацию.

PURE черпает вдохновение из того, как лекарства синтезируются в лабораториях, моделируя пошаговые молекулярные изменения с использованием шаблонов, полученных из реальных химических реакций. Сочетая самообучение, позволяющее модели изучать закономерности на основе данных без меток, с основанной на политике системой обучения с подкреплением, она более естественно исследует химический ландшафт.

Комментируя это исследование, профессор Б. Равиндран (B. Ravindran), руководитель Школы науки о данных и искусственного интеллекта им. Вадхвани, IIT Madras (Wadhwani School of Data Science and AI, WSAI), сказал: «Искусственный интеллект все больше меняет наше представление о самом процессе открытия, и разработка лекарств является убедительным примером этой трансформации. Что делает его уникальным? PURE использует обучение с подкреплением не только для оптимизации конкретных метрик, но и для изучения того, как молекулы трансформируются. Рассматривая химическое проектирование как последовательность действий, управляемую реальными правилами реакций, PURE приближает нас к системам ИИ, которые могут анализировать этапы синтеза так же, как это делал бы химик».

Одна из самых больших проблем в разработке лекарств с помощью ИИ заключается в том, что большинство молекул, созданных таким образом, выглядят многообещающе на компьютере, но их практически невозможно синтезировать в реальности. PURE решает эту проблему.

«Эта новая структура предлагает революционные преимущества для фармацевтических исследований на ранних стадиях, позволяя выявлять альтернативные, более эффективные кандидаты в лекарственные препараты в условиях резистентности и гепатотоксичности», — пояснил профессор компьютерных наук и инженерии Университета штата Огайо Сринивасан Партасарати (Srinivasan Parthasarathy). «Она сочетает в себе передовые методы самообучения с обучением с подкреплением на основе политики, используя моделирование молекул на основе шаблонов для навигации в дискретном пространстве поиска молекул, одновременно снижая утечку метрик. Помимо разработки лекарств, PURE обеспечивает многообещающую основу для ускорения открытия новых материалов, что является важным направлением будущих исследований».

PURE был протестирован на широко признанных критериях генерации молекул, включая QED (drug-likeness, подобие лекарственным препаратам), DRD2 (dopamine receptor activity, активность дофаминовых рецепторов) и тесты на растворимость. Он позволил получить более разнообразные и оригинальные молекулы и сгенерировать возможные синтетические пути, не будучи предварительно обученным на этих метриках. Это делает PURE универсальным движком искусственного интеллекта для поиска молекул, способным работать с множеством целей, связанных с заболеваниями и свойствами, используя одну обученную модель.

Результаты были опубликованы в журнале Journal of Cheminformatics.

В команду Партасарати входят сотрудники IIT Madras, а также недавний выпускник аспирантуры Университета штата Огайо и другие специалисты.

Помимо разработки лекарств, Партасарати отметил, что структура PURE также обеспечивает многообещающую основу для ускорения открытия новых материалов.

Университет штата Огайо — государственный исследовательский университет, расположенный в городе Колумбус, штат Огайо. Третий по величине университет США, после университета штата Аризона и Университета Центральной Флориды. Основанный в 1870 году, Университет штата Огайо — ведущий государственный научно-исследовательский университет. В университете обучается более 60 000 студентов в нескольких кампусах, предлагается более 175 программ бакалавриата и более 240 программ магистратуры. Известный своим «духом Бакайс», университет преуспевает в области медицинских наук, инженерии и сельского хозяйства, ежегодно инвестируя в исследования почти $1 миллиард.

Индийские технологические институты — ведущая сеть из 23 автономных государственных инженерно-технических учебных заведений в Индии, созданных в соответствии с Законом об технологических институтах 1961 года. Они признаны институтами национального значения за превосходство в образовании, исследованиях и развитии культуры стартапов. Основаны в 1950 году (первый кампус в Харагпуре, 1951 год) для подготовки ученых и инженеров в целях поддержки развития Индии после обретения независимости.

Основанный в 1959 году при поддержке Германии, Индийский технологический институт Мадраса (IIT Madras) — ведущий государственный технический университет в Ченнаи, неизменно занимающий первое место в рейтинге инженерных вузов по версии NIRF. Известный своим превосходством в образовании и исследованиях, он располагает жилым кампусом площадью 250 гектаров, 16 академическими факультетами и передовым исследовательским парком. Институт признан «Институтом передового опыта». Он также занимает высокие позиции в мировых рейтингах (например, 180-е место в рейтинге QS World University Rankings 2026).

Источник: https://news.osu.edu/

Источник: https://www.iitm.ac.in/

10.02.2026