Le projet conjoint entre Insilico Medicine et l’Acceleration Consortium de l’Université de Toronto a utilisé un programme révolutionnaire pour repérer une vulnérabilité dans les cellules cancéreuses du foie et produire un médicament pour les cibler. Traditionnellement, le processus de découverte de médicaments peut être long et coûteux, mais grâce aux avancées de l’intelligence artificielle, les chercheurs d’Insilico Medicine et de l’Université de Toronto ont réduit cette étape, qui peut prendre des années, voire des décennies, à moins d’un mois.
Cette étude pourrait être pionnière dans l’application de la technologie d’IA de pointe AlphaFold à la recherche sur la découverte de médicaments. Bien que leur nouveau médicament doive encore être soumis à des essais cliniques, les auteurs de l’article affirment que leur processus met en évidence le potentiel « révolutionnaire » de l’IA dans la recherche médicale.
Michael Levitt, chimiste lauréat du prix Nobel, professeur de biologie structurale à l’Université de Stanford, membre du conseil consultatif scientifique d’Insilico et auteur de l’étude.
D’après une étude publiée la semaine dernière dans la revue Chemical Science, les scientifiques ont utilisé l’IA pour repérer une vulnérabilité dans le carcinome hépatocellulaire, un type de cancer du foie, en ciblant une protéine relativement inconnue appelée CDK20. Après avoir détecté cette protéine, un autre programme a été utilisé pour concevoir des petites molécules capables de la cibler et de l’éliminer, selon l’étude. Les chercheurs ont ensuite testé ces molécules sur des cellules vivantes et l’une d’entre elles s’est révélée efficace pour ralentir la croissance du cancer.
Le processus complet, de la détection du point faible à la création et aux tests de médicaments, n’a duré que 30 jours. Ce projet est le résultat d’une collaboration entre Insilico Medicine, une multinationale de biotechnologie qui utilise l’IA pour améliorer les soins de santé, et l’Acceleration Consortium de l’Université de Toronto.
Petrina Kamya, responsable des plateformes d’IA chez Insilico Medicine.
Insilico a déclaré qu’elle n’était actuellement pas intéressée à poursuivre les essais cliniques pour le médicament potentiel. Étant donné que la molécule a été publiquement identifiée, d’autres chercheurs peuvent désormais poursuivre la recherche. Le but principal de l’étude était plutôt de servir de « preuve de concept » de ce qui est maintenant possible avec l’IA, selon les dires d’Alán Aspuru-Guzik, professeur d’informatique et de chimie à l’Université de Toronto, directeur du Consortium d’accélération et co-chercheur principal de l’étude.
« Nous avons fait des progrès incroyables dans la technologie », a déclaré Aspuru-Guzik au Star. « Le fait que nous parlions déjà de la découverte d’une piste pour un médicament en seulement 30 jours, c’est incroyable. »
AlphaFold et la révolution biologique
L’utilisation de l’IA en biochimie remonte à plusieurs années. Alán Aspuru-Guzik, qui est lui-même un pionnier dans ce domaine, a appliqué l’IA pour la première fois dans ses recherches en chimie il y a plus de dix ans. Selon le professeur, les récents progrès de l’IA ont révolutionné la biochimie, notamment grâce à AlphaFold.
Les gens se moquaient des chimistes qui travaillaient sur l’IA, pensant que nous étions fous. Maintenant, c’est une révolution.
Aspuru-Guzik.
Développé par les chercheurs de DeepMind de Google, AlphaFold est un programme d’IA révolutionnaire lancé en 2021. Il résout l’une des plus grandes énigmes de la biochimie : la prédiction de la structure des protéines uniquement à partir de leur séquence d’ADN. En un temps record depuis son lancement, AlphaFold a identifié les structures de plus de 200 millions de protéines humaines, offrant une ressource inestimable pour les chercheurs en sciences de la vie et en biologie en général.
Aspuru-Guzik a déclaré que la base de données massive de protéines d’AlphaFold a permis à l’équipe de réaliser son projet. Après que l’IA interne d’Insilico ait identifié le CDK20 comme un point faible du carcinome hépatocellulaire, une protéine relativement peu connue, les chercheurs ont pu utiliser la base de données d’AlphaFold pour prédire avec précision la structure de la protéine ainsi que ses faiblesses potentielles. Ensuite, en utilisant un autre programme d’IA d’Insilico, les chercheurs ont conçu des médicaments capables de réduire la protéine, en alimentant la structure de CDK20 dans le programme.
« Les gens se moquaient des chimistes qui travaillaient sur l’IA, pensant que nous étions fous. Maintenant, c’est une révolution », a déclaré Aspuru-Guzik.
Alán Aspuru-Guzik, professeur d’informatique et de chimie à l’Université de Toronto, directeur du Consortium d’accélération et co-chercheur principal de l’étude.
Quelle est la prochaine étape?
Michael Levitt, professeur de biologie structurale à l’Université de Stanford, lauréat du prix Nobel de chimie et membre du conseil consultatif scientifique d’Insilico, a souligné que l’une des plus grandes réalisations de l’IA est sa capacité à traiter une quantité incroyable d’informations en quelques secondes. Cela permet aux programmes de rechercher de manière exhaustive des points faibles potentiels, plutôt que de se concentrer sur un seul. Selon Levitt, c’est la capacité de l’IA à rassembler des informations disparates qui permet maintenant de lancer un filet très large et de découvrir des informations que les humains pourraient manquer.
« Fondamentalement, c’est un moyen d’obtenir un échantillon beaucoup plus large de médicaments potentiels. »
Selon Petrina Kamya, responsable des plateformes d’IA chez Insilico Medicine, il est peu probable que la société poursuive ses recherches sur le médicament nouvellement découvert par l’équipe. Michael Levitt, chimiste lauréat du prix Nobel, professeur de biologie structurale à l’Université de Stanford et membre du conseil consultatif scientifique d’Insilico, a expliqué que dans les essais cliniques, il est préférable d’avoir plusieurs bonnes options à essayer plutôt qu’une seule excellente. Il a souligné que les choses peuvent rapidement mal tourner. « Un médicament qui agit bien sur des cellules en culture peut avoir des effets secondaires ou être trop coûteux à fabriquer une fois à l’intérieur du corps ». La capacité de l’IA à trier une quantité incroyable d’informations en quelques secondes est très utile pour rechercher des points faibles, a-t-il ajouté, et cela permet de lancer très largement un filet pour attraper des informations que les humains pourraient manquer.
« Alors maintenant que nous avons rendu la structure publique, notamment la cible et la structure, il est difficile de la poursuivre sans que quelqu’un d’autre ne prenne l’idée et ne l’utilise, et peut-être optimise la molécule d’une autre manière », a-t-elle déclaré.
« J’aurais aimé continuer à le faire, mais cela a été fait plus ou moins comme une preuve de concept pour montrer qu’il est possible d’utiliser une structure prédite pour une nouvelle cible et de fournir des données chimiques réellement utilisables. »
L’IA et l’avenir de la médecine
D’après Kamya, Insilico a pour projet d’utiliser davantage l’IA et la robotique pour automatiser la découverte de médicaments et rationaliser les essais cliniques. Elle a également fait part du lancement récent d’un nouveau laboratoire de recherche sur des robots capables de créer et tester de nouveaux médicaments identifiés par l’IA. Cependant, Kamya a reconnu qu’il était difficile de prédire l’impact de l’IA sur les soins de santé, étant donné la rapidité de l’évolution actuelle du domaine.
« Presque tous les six mois, quelque chose de nouveau sort qui pourrait avoir un impact sur de nombreux aspects différents des soins de santé. Prudence avant de faire des prédictions. La seule chose que je peux dire, c’est qu’il y aura forcément un impact et nous commençons seulement à gratter la surface de ce que cela pourrait potentiellement être », a-t-elle déclaré.
Par ailleurs, Levitt pense que l’IA pourrait bientôt changer le visage de la médecine.
« Je suis sûr que l’IA sera bientôt incroyablement importante partout, des soins de santé primaires aux soins de santé préventifs en passant par les produits pharmaceutiques. Nous allons être beaucoup plus intelligents avec l’IA que nous ne l’étions sans. », a-t-il déclaré.
« J’étais sur le terrain depuis le tout début et je dirais que je ne m’attendais pas à atteindre ce niveau de progrès aussi rapidement que nous l’avons fait », a poursuivi Levitt. « Nous sommes arrivés ici en 50 ans, même si je pensais que ce serait le cas en 100 ans. La nature est encore loin devant, mais c’est toujours une étape extrêmement importante. »
SOURCE : Welland Tribune
Traduit de l’anglais
