Искусственный интеллект для поиска новых лекарств и борьбы со старением

В ближайшие 5 лет мы сможем значительно увеличить и продуктивный период жизни, и продолжительность жизни в целом, убежден Александр Жаворонков, основатель известной американской компании Insilico Medicine и ее сколковской «дочки» «Инсилико». Новый резидент биомедицинского кластера Фонда «Сколково» специализируется на применении технологий искусственного интеллекта для увеличения продуктивного периода жизни человека и трансформации фарминдустрии. По просьбе Sk.ru Александр написал колонку об экономических последствиях долголетия и вкладе «Инсилико» в борьбу со старением

Помимо чисто альтруистических причин для увеличения продуктивного периода жизни существует и значительная экономическая мотивация. В 2013 году мною была выпущена книга «Нестареющее поколение: как биомедицинский прогресс изменит глобальную экономику» (The AgelessGeneration: How advances in biomedicine will transform the global economy), следом за которой я опубликовал серию статей, доказывающих, что человечество оказалось на перепутье. Первый путь – продлевать продуктивный период жизни и пользоваться выгодами от небывалого экономического роста. Второй – придерживаться существующей парадигмы и дожидаться того, как небольшие приросты к общей продолжительности жизни приведут к экономическому коллапсу и политической нестабильности.

В XX веке увеличение общего благосостояния в развитых странах и биомедицинский прогресс позволили удвоить ожидаемую продолжительность жизни. Но в конце столетия эти страны, так же, как их жители, начали тратить значительно больше, чем экономики государств могут себе позволить. Результат – патологический дефицит бюджета, постоянная ставка на экономический рост в будущем и заимствование у следующих поколений. Несмотря на значительное увеличение производительности труда в результате научно-технического прогресса многие страны находятся на грани экономической катастрофы.

Посмотрим на США: государственный долг – 18 трлн долларов, продолжительность жизни – 79 лет. Оба показателя продолжают расти. Но даже при нынешнем уровне продолжительности жизни приведенная стоимость дефицита бюджета будущих периодов оценивается в диапазоне от 60 до 300 млрд дол. Если продолжительность жизни продолжит увеличиваться без значимого роста именно продуктивного периода жизни и изменений в государственном регулировании, дефицит станет ещё больше.

Эти денежные обязательства уже сейчас негативно влияют на курс доллара. Пока его спасает лишь накопленная репутация и относительная нестабильность других валют. Так как доллар используется на планете повсеместно, он де-факто стал мировой валютой и одной из самых значимых статей американского экспорта. Экономики других развитых и развивающихся стран сильно зависят от экономического роста в США. Парадоксально, что Россия, Китай и другие геополитические оппоненты Соединенных Штатов могут поддержать свою экономическую стабильность за счет продления продуктивного периода жизни не только в своих странах, но и в США.

Возможность экономического коллапса и срочная необходимость в глобальном экономическом росте оказались в числе тех причин, по которым я начал искать самый быстрый подход к увеличению продуктивного долголетия. В свободное время я развиваю ресурс, который называется «Международное портфолио исследований старения» (International Aging Research Portfolio, IARP). Мы отслеживаем более 1 трлн долларов биомедицинских грантов за последние 25 лет. Совместно с командой коллег-ученых мы наблюдаем за биомедицинским прогрессом ещё до того, как он доходит до стадии публикаций. Всё началось с нескольких миллиардов долларов в год в начале 1990-х, сейчас же это уже сотни миллиардов. Вдобавок к этому правительство Китая в текущую пятилетку решило инвестировать более чем 300 млрд в биомедицинские исследования и соответствующую инфраструктуру.

Александр Жаворонков родился в Риге, программированию учился в Канаде, там же окончил школу бизнеса. Сделав успешную карьеру в компьютерной сфере, решил реализовать давнюю мечту – стал заниматься биоинформатикой. Окончил магистратуру американского Университета имени Джона Хопкинса и кафедру биофзики физического факультета МГУ, на физфаке же защитил кандидатскую. Создал несколько компаний. Одна из них, базирующаяся в Балтиморе Insilico Medicine, ищет механизмы, препятствующие старению и направленные против зависимых от возраста заболеваний.

Одним из преимуществ исследований, финансируемых государством, является тот факт, что их результаты должны быть опубликованы. Таким образом, другие ученые могут пользоваться данными, в получение которых вложены сотни миллиардов долларов. В Aging Portfolio мы поняли, во-первых, что многие области научного знания (онкологические заболевания, регенеративная медицина, исследования заболевания Альцгеймера и синдрома Паркинсона) также в значительной степени могут внести вклад в исследования старения и, во-вторых, что эти данные можно агрегировать, чтобы делать большие шаги в развитии биогеронтологии. Также довольно быстро стало понятно, что для работы с такими огромными массивами информации просто необходим искусственный интеллект.

Поэтому наша команда решила сфокусироваться на биоинформатике и применении искусственного интеллекта в целом, в противовес проработке какой-либо одной теории старения или долголетия. Гораздо интереснее работать с тысячами молекул, а не с одной, и иметь возможность входить практически в любую область научных исследований, как только она становится достаточно зрелой.

Прогресс в применении искусственного интеллекта быстро меняет многие аспекты нашей повседневной жизни, включая распознавание образов, беспилотные автомобили, робототехнику и даже искусство и музыку. В 2015 году системы глубокого обучения по точности превзошли человека в распознавании образов; недавно они продемонстрировали возможность разумно описывать изображения и даже генерировать изображения согласно тексту. Однако распространение этой технологии в биомедицине было крайне медленным из-за отсутствия целостных и высококачественных данных, регуляторных барьеров и характерной для отрасли инертности,

Я основал Insilico Medicine, одну из самых передовых компаний, развивающих применение алгоритмов глубокого обучения для поиска лекарственных препаратов и разработки биомаркеров, в марте 2014 года в Кластере новых технологий Университета Джона Хопкинса. В июне 2016-го года ООО «Инсилико» стало резидентом биомедицинского кластера Фонда «Сколково».

80% нашего персонала находится в России, и статус резидента «Сколково» принесет компании много пользы. В США и Европе талантливые в области глубокого обучения кадры встречаются редко. А если и встречаются, то, как правило, часто меняют место работы. В России же можно найти много математиков высокого уровня с творческими мышлением и свежими идеями, и они гораздо больше заинтересованы в решении проблем, нежели в постоянном поиске лучшего места работы. Это также означает, что наши клиенты и наши идеи здесь находятся в большей безопасности, чем в других частях мира.

Наша цель  – увеличение продуктивного периода жизни. Мы не пытаемся получить как можно больше грантовых средств или инвестиций, как некоторые наши конкуренты, а пытаемся первыми доказать, что наша бизнес-модель работает и мы можем сохранить команду даже в трудные времена. За два года мы планируем устроить революцию в фармацевтической индустрии, запуская новые лекарственные препараты и БАДы и проводя доклинические испытания гораздо быстрее, чем традиционные фармакологические и биотехнологические компании. Мы – послы того мира, где у людей будет возможность получать персонализированную профилактическую или терапевтическую схему приема препаратов не выходя из дома. Мы работаем с амбициозными идеями и не хотим размениваться на небольшие инкрементальные улучшения.

У «Инсилико» две бизнес-модели: сервисная модель и разработка новых лекарств-кандидатов. Сервисное подразделение помогает компании генерировать выручку, опыт и репутацию. Внутри компания развивает более 800 малых молекул, нацеливаясь на широкий спектр индикаций, в том числе онкологические заболевания, заболевания ЦНС, метаболические заболевания и даже старение.

Компания постоянно отчитывается о результатах своей деятельности – с 2014 года ученые опубликовали около полусотни статей в рецензируемых журналах. Insilico Medicine помогает молодым ученым развивать их академическую карьеру и добиваться признания. Например, одна из наших новых сотрудниц, Полина Мамошина, стала первым автором в статье Applications of Deep Learning in Biomedicine в журнале Molecular Pharmaceutics. Более поздняя статья, где Полина также среди авторов, Deep learning applications for predicting pharmacological properties of drugs and drug repurposing using transcriptomic data получила награду от Американского химического общества. Вместе с другим молодым ученым, Евгением Путиным, Полина выступила соавтором статьи Deep biomarkers of human aging: Application of deep neural networks to biomarker developmentв журнале Aging, одном из ведущих изданий в области исследования старения.

Недавно «Инсилико» объявила о партнерстве с Asia Genomics, компанией из Сингапура, лидером в применении решений на основе персонализированной геномики, эксклюзивном партнерстве по разработке БАДов с компанией Life Extension (США) и окончании совместной с BioTime разработки системы на основании искусственного интеллекта для анализа человеческих тканей Embryonic.AI. Кроме того, компания подписала соглашение по совместной разработке биомаркеров старения с Назарбаев Университетом в Астане, с которым мы также планируем развивать государственную инициативу по увеличению продуктивного периода жизни в Казахстане.

Мы разработали ряд биомаркеров старения и геропротекторов, некоторые из них будут доступны на рынке к началу следующего года. У меня нет сомнений в том, что в течение ближайших пяти лет у нас будет возможность значительно увеличить как продуктивный период жизни, так и продолжительность жизни в целом.

Для увеличения продуктивного периода жизни в большинстве развитых стран и получения от этого экономических дивидендов в обществе должны произойти культурные изменения. Измениться должна и психология людей. Основная проблема заключается в том, что люди не чувствуют приближение значительно более долгого срока их жизни и не расположены планировать с учетом этой информации.

Недавно я провел опрос руководителей зарубежных пенсионных фондов. Из него можно сделать вывод, что совсем немногие из них хотят жить дольше и включать прогресс в биомедицине в моделирование таблиц смертности. Существует реальная угроза экономического коллапса в кратко- и среднесрочной перспективе в силу близорукости и пренебрежения к разработкам ранних стадий. Это может быть не так очевидно для широкой публики.

Практически все млекопитающие планеты эволюционировали таким образом, чтобы дожить до репродуктивного периода, завести и вырастить потомство, а затем уйти, полностью принимая свою судьбу постепенного угасания и неминуемой смерти. Люди научились воспринимать смерть как должное, и такие события в жизни, как рождение детей или выход на пенсию, запускают множество процессов, которые сложно повернуть вспять. Оценивая свою предполагаемую продолжительность жизни, люди ориентируются в первую очередь на историю семьи и средние значения по стране, и они не готовы быстро менять свои ожидания. Основная проблема в том, что они не ощущают, насколько сильно современные исследования влияют на их жизнь, и боятся планировать более долгую жизнь, чтобы не оказаться в плену ложных надежд.

Лаура Картенсен из Стэнфорда показала, что поведение зависит от ожиданий относительно периода жизни (чем дольше люди рассчитывают прожить, тем более «молодым» будет их поведение; по сути, они будут принимать решения, свойственные более молодому человеку). Я думаю, что когда дело касается психологии, то чем дольше ты ожидаешь прожить, тем дольше ты будешь жить, а когда наступит худший из сценариев, то, по крайней мере, успеешь сделать значимый вклад в этот мир.

Подводя итог сказанному. Люди должны начинать готовиться к значительному увеличению продолжительности жизни. В «Инсилико» мы активно работаем над тем, чтобы это стало реальностью. Следите за нашими исследованиями на Pubmed, Research Gate и в прессе. Если вы готовы сделать вклад в исследования процесса старения, мы всегда открыты сотрудничеству.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (3 votes)
Источник(и):

sk.ru