Sztuczna inteligencja może wkrótce na stałe zmienić oblicze medycyny. Zastosowanie AI pozwoli między innymi znacznie skrócić czas przygotowania nowych szczepionek.
Zanim przejdziemy do analizy sprawdzającej, czy sztuczna inteligencja faktycznie może pomóc w opracowaniu nowej szczepionki, cofnijmy się do 1796 roku. To właśnie wtedy Edward Jenner opracował pierwszą szczepionkę – jego badania dotyczyły ospy prawdziwej, która była wtedy w stanie siać prawdziwe spustoszenie. Przed wynalezieniem szczepionki śmiertelność choroby sięgała nawet 80%.
Edward Jenner zauważył, że kobiety pracujące przy dojeniu krów, które miały widoczne objawy tak zwanej krowiarki – ospy zwierzęcej – nie chorowały na ospę prawdziwą. Obserwacja skłoniła lekarza do przeprowadzenia eksperymentu medycznego. Jenner pobrał wydzielinę ze zmian skórnych na dłoniach kobiet pracujących w oborze – pojawianie się tej substancji było charakterystycznym objawem ospy zwierzęcej. Za pomocą dwuczłonowej igły, kilkakrotnie nakłuwając skórę, zaszczepił pierwszego pacjenta, przekazując mu materiał zakaźny wirusa.
Zabieg zakończył się sukcesem i tak powstała pierwsza szczepionka – organizm przechorował krowiankę, która charakteryzuje się znacznie łagodniejszym przebiegiem i niższą śmiertelnością. Uzyskana w ten sposób odporność dała ochronę także przed ospą prawdziwą. Pacjent został następnie celowo zarażony niebezpiecznym wirusem – nie zauważono zmian w jego organizmie, co oznaczało, że szczepionka działa.
Co ciekawe, metoda opracowana na przełomie XVIII i XIX wieku była stosowana bez znaczących zmian aż do 1980 roku, gdy Światowa Organizacja Zdrowia ogłosiła całkowite zwalczenie ospy prawdziwej.
Powyższa historia świetnie obrazuje, dlaczego wynalezienie szczepionki zajmuje tyle czasu. Immunolodzy stają przed dużym wyzwaniem – żeby znaleźć remedium na wirusa, muszą go dobrze poznać; dowiedzieć się, jakie jest jego źródło, a także określić, w jaki sposób można z nim walczyć.
Zanim dojdzie do wynalezienia skutecznej szczepionki, naukowcy muszą wykonać tysiące prób. Dopiero w końcowej fazie produkt podaje się zwierzętom o podobnym profilu genetycznym i w końcu ludziom. Ewentualne niepowodzenie w postaci śmierci pacjenta jest niedopuszczalne – immunolodzy muszą zatem jak najbardziej zminimalizować prawdopodobieństwo, że szczepienie się nie uda. Sztuczna inteligencja może pomóc między innymi właśnie w tej kwestii.
W ostatnich latach wykorzystanie AI przyspieszyło kilka ważnych procesów dotyczących opracowywania nowych leków oraz szczepionek. Znaczenie sztucznej inteligencji w medycynie znacząco wzrosło – coraz częściej mówi się o tym, że wkrótce rozwój nowoczesnych technologii może na stałe odmienić i ułatwić pracę naukowców.
Jednym z największych sukcesów osiągniętych z pomocą sztucznej inteligencji było opracowanie preparatu DSP-1181. Stworzyły go dwie firmy: japoński koncern Sumitomo Dainippon Pharma oraz brytyjski producent leków Exscientia. Preparat był lekarstwem stworzonym dla osób chorujących na zaburzenia obsesyjno-kompulsywne. Sztuczna inteligencja miała znaczący udział w przyspieszeniu procesu porównania potencjalnych związków chemicznych o określonych parametrach. To działanie zwykle zajmowało naukowcom do 5 lat – z pomocą AI skrócono ten czas do zaledwie 12 miesięcy.
Aktualnie leki i szczepionki często bazują na wcześniejszych rozwiązaniach oraz związkach, które były stosowane już wcześniej w innych produktach. Sztuczna inteligencja doskonale radzi sobie w zastosowaniach, które wymagają szybkiej analizy dużych, różnorodnych zbiorów danych – odpowiednio przygotowany algorytm jest w stanie dostarczyć zadowalające rozwiązanie znacznie szybciej, niż nawet najlepszy zespół naukowców. Dzięki temu udało się ustalić, że istnieje wiele innych potencjalnych kombinacji związków chemicznych, które mogą zostać wykorzystane do produkcji nowych leków.
W jaki sposób wszystko to wiąże się z aktualnie trwającą pandemią COVID-19? Warto w tym miejscu zwrócić uwagę, że AI pracuje przede wszystkim na znanych zasobach wiedzy. Sztuczna inteligencja korzysta z informacji umieszczonych w bazach danych i błyskawicznie je porównuje, wykorzystując ogromną moc obliczeniową nowoczesnego sprzętu.
Choć COVID-19 jest nowym szczepem patogenu, wykazuje dużo podobieństw ze znanym już wirusem SARS, co w pewnym stopniu ułatwia analizę. W procesie poszukiwania leków dotyczących leczenia zakażenia koronawirusem, AI mogło na przykład określić związki między poszczególnymi białkami w ludzkim organizmie, a danymi związkami chemicznymi.
Zdjęcie główne artykułu: Designed by Freepik
