Учёные из нескольких ведущих научных центров России создают необычную «помощницу» для фармацевтов — прогностическую модель на базе нейросети. Её задача — заранее определять, какие молекулы могут стать основой новых противовирусных препаратов, а какие не стоит даже синтезировать. Такой подход способен сильно сократить время и расходы на разработку лекарств.
Сейчас модель уже тестируют на вирусе оспы. Она умеет оценивать, насколько соединение эффективно против вируса и при этом безопасно для клеток человека. Главный критерий — индекс селективности: он показывает, в какой концентрации вещество подавляет вирус и когда начинает вредить клеткам. Чем выше этот показатель, тем перспективнее молекула. На испытаниях точность прогноза уже превысила 83 %.
В будущем учёные хотят «дообучить» модель, чтобы она помогала искать средства против коронавируса и ВИЧ. А со временем технологию планируют использовать не только для отбора уже известных молекул, но и для проектирования новых соединений с нужными свойствами.
Особенность российской разработки — в качестве данных для обучения. Исследователи не берут информацию из открытых мировых баз, а используют собственную коллекцию: в ней уже около 1800 молекул, протестированных на ортопоксвирусах в одинаковых условиях и зачастую в одних и тех же лабораториях. По словам учёных, именно это помогает добиваться высокой точности: данные о биологической активности одной и той же молекулы из разных лабораторий могут сильно отличаться даже при одинаковом протоколе эксперимента.
Над проектом работают специалисты Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов», Уфимского института химии, МИФИ, Новосибирского института органической химии и центра «Вектор».
Как объясняет младший научный сотрудник ЦКП «СКИФ» Иван Москалев, разработка лекарств — долгий и дорогой процесс: сначала нужно синтезировать множество молекул, а потом долго проверять их на токсичность и эффективность. Нейросеть позволит отсеивать бесперспективные варианты ещё до синтеза.
Ведущий научный сотрудник ЦКП «СКИФ» и лаборатории химической физики УфИХ УФИЦ РАН, доктор химических наук София Борисевич подчёркивает: именно биохимически осмысленный подход — обучение на проверенных данных, собранных в сопоставимых условиях, — может стать главным преимуществом модели по сравнению с зарубежными и российскими аналогами.
Если проект окажется успешным, он заметно ускорит появление новых препаратов и сделает поиск противовирусных средств более предсказуемым и экономичным.