Tutkimus

Googlen tekoäly löysi syöpälääkkeestä maksan parantajan

Co-Scientist julkaistiin Naturessa – Stanford vahvisti tuloksen organoidikokeissa

Hanna HuulivuoHanna Huulivuo
Jaa:
Googlen tekoäly löysi syöpälääkkeestä maksan parantajan
Kuva: Jay Dixit / CC BY-SA 4.0

Google DeepMindin Co-Scientist sai vihdoin akateemisen sinettinsä, kun multi-agent-järjestelmää kuvaava artikkeli ilmestyi Naturessa 19. toukokuuta. Samana päivänä Stanfordin tutkijat raportoivat Advanced Science -lehdessä, että työkalu tunnisti syöpälääke Vorinostatin maksafibroosin hoitokandidaatiksi. Hepaattisissa organoideissa lääke leikkasi TGFβ-signaloinnin aiheuttamat kromatiinimuutokset 91 prosentilla.

Mitä Co-Scientist oikeastaan tekee

Co-Scientist on Gemini-pohjainen tutkijajärjestelmä, joka koostuu kuudesta erikoistuneesta agentista ja niitä koordinoivasta valvojasta. Työnkulku jakautuu kolmeen vaiheeseen. Generointiagentti kaivaa kirjallisuudesta hypoteesit, läheisyysagentti ryhmittelee ne erillisiksi tutkimuspoluiksi, heijastusagentti arvioi ne virtuaalisena vertaisarvioijana, ja arvotusagentti järjestää pareittaisen ideaturnauksen. Evoluutioagentti yhdistää sitten parhaita ehdotuksia uudeksi sukupolveksi ja metakatsausagentti kokoaa lopullisen tutkimussuunnitelman.

Erityispiirre on todentaminen. Järjestelmä käyttää huomattavasti laskenta-aikaa siihen, että se ristiintarkistaa väitteensä ChEMBL- ja UniProt-tietokannoista sekä kirjallisuudesta, ja yhdistyy tarvittaessa AlphaFoldin kaltaisiin erityismalleihin. Kysymys ei ole pelkästä kielimallista, joka sylkee ehdotuksia, vaan ohjatusta prosessista, joka asettaa omat hypoteesinsa tutkittavaksi.

Stanfordin koe: 91 prosentin leikkaus

Maksafibroosi on maksan arpeutumista, joka voi edetä kirroosiksi. Maailman terveysjärjestön mukaan kirroosi tappaa yli 1,4 miljoonaa ihmistä vuosittain, eikä fibroosin etenemiseen ole hyväksyttyä lääkehoitoa. Stanfordin geneetikko Gary Peltz lähetti Co-Scientistin etsimään uudelleenkäyttöehdokkaita jo hyväksytyistä lääkkeistä.

Tekoäly ehdotti kolmea kandidaattia. Peltz valitsi kirjallisuudesta itse vielä kaksi vertailukohdaksi. Kaikki viisi testattiin laboratorion hepaattisilla organoideilla. Organoidit ovat ihmisen kantasoluista kasvatettuja kolmiulotteisia minielimiä, jotka jäljittelevät maksakudoksen rakennetta tarkemmin kuin perinteinen soluviljelmä mutta nopeammin kuin eläinkoe. Lääkkeet altistettiin TGFβ-kasvutekijälle, joka käynnistää maksasoluissa arpeumaa tuottavan vasteen.

Tulos oli ehdoton. Peltzin itse valitsemista lääkkeistä kumpikaan ei tehonnut. Tekoälyn kolmesta ehdotuksesta kaksi pysäytti fibroosin etenemisen, ja Vorinostat – ihon T-solulymfoomaan vuodesta 2006 käytetty syöpälääke – leikkasi TGFβ-vasteen kromatiinitasolla 91 prosentilla. Koska Vorinostatilla on jo dokumentoitu turvallisuusprofiili ihmisillä, matka kliinisiin kokeisiin lyhenee tyypillisestä uudesta molekyylistä vuosilla.

Mitä tämä tarkoittaa suomalaiselle potilaalle

Maksafibroosi ei ole reuna-aiheinen sairaus. Alkoholista ja rasvamaksasta etenevä fibroosi on yleistynyt myös Suomessa: HUS:n hepatologiset osastot vastaanottavat potilaita säännöllisesti, ja THL:n kuolinsyytilastoissa kirroosi näkyy joka vuosi kolminumeroisin luvuin. Jos Vorinostatin uudelleenkäyttö etenee Stanfordista vaiheen II kliinisiin kokeisiin, ensimmäinen suomalainen potilas voisi periaatteessa päästä hoidon piiriin alle viidessä vuodessa. Aikajänne on lyhyt verrattuna uuden molekyylin 10–15 vuoden kehityskaareen.

Hypothesis Generation avautuu tutkijoille

Google avaa Co-Scientistin laajemmin Hypothesis Generation -nimisenä työkaluna osoitteessa labs.google/science. Pääsyä jaetaan vaiheittain seuraavien viikkojen aikana. Aalto-yliopiston SynBio-tutkimusryhmät ja HUS:n hepatologit voisivat olla luontevia ensimmäisiä suomalaisia hakijoita: Aallolla on organoidikokemusta ja HUS:lla potilasaineistoa, jonka avulla hypoteesien validointi voi tapahtua nopeasti.

91 %↓

TGFβ-vasteen lasku hepaattisissa organoideissa

2 / 3↑

Tekoälyn ehdotuksista toimi

0 / 2↓

Asiantuntijan valitsemista toimi

1,4 milj.

Vuotuiset kirroosikuolemat globaalisti

Advanced Science, Stanford / Google DeepMind

Sanasto

Multi-agent-järjestelmä
Tekoälyratkaisu, jossa useat erikoistuneet tekoälyagentit työskentelevät yhdessä koordinaattorin alaisuudessa. Jokaisella agentilla on oma roolinsa, kuten hypoteesien luominen tai arviointi.
Organoidi
Ihmisen kantasoluista laboratoriossa kasvatettu pienoiselin, joka jäljittelee oikean kudoksen rakennetta. Käytetään lääketestauksessa eläinkokeiden vaihtoehtona.
AlphaFold
Google DeepMindin tekoälymalli, joka ennustaa proteiinien kolmiulotteisen rakenteen aminohappojonosta. Mullisti biokemiallisen tutkimuksen 2020-luvun alussa.

Mitä jää vielä epävarmaksi

OpenAI:n GPT-Erdős keräsi aiemmin huomiota ratkomalla matemaattisia otaksumia, mutta lääketiede on vaativampi koetinkivi. Matemaattinen lause joko todistuu tai ei. Lääkehypoteesi pitää viedä laboratorioon, ja organoidikoe on vasta välietappi: kromatiinin 91 prosentin leikkaus ei tarkoita, että potilaan maksa paranisi vastaavalla luvulla, koska elimistö on monimutkaisempi ympäristö kuin mikropetri.

Peltzin ryhmä jatkaa eläinkokeisiin, ja Stanford on jo aloittanut keskustelut kliinisen vaiheen suunnittelusta. Lukijan kannattaa siis odottaa nimenomaan vaiheen II tuloksia, ennen kuin syöpälääkkeestä puhuu maksalääkkeenä. Co-Scientistin todellinen koe ei ollut Naturen vertaisarviointi, vaan se, että sen ehdotukset toimivat paremmin kuin asiantuntijan omat valinnat – ja se koe on jo läpäisty.

Viikoittainen uutiskirje

Tule firmasi fiksuimmaksi AI-osaajaksi

Yksi uutiskirje kerrallaan. Kokoamme viikon tärkeimmät tekoälyuutiset suomeksi ja kerromme, mitä ne tarkoittavat sinun työsi kannalta. Luet sen kahvitauolla.

Ei roskapostia. Voit peruuttaa milloin tahansa.

Lue seuraavaksi

Luetuimmat

Viimeiset 7 päivää

  1. 120 vuotta koodaamatta, sitten 5,4 miljoonaa
  2. 2Mikä on Jev? Tekoälymalli, joka päättää eikä kirjoita
  3. 3Mediakonserni osti suomalaisen tekoälyn, joka lukee julkiset hankinnat
  4. 4Datakeskukset Suomessa – hankkeet, sähkö ja vero
  5. 5Kaivosyhtiö: Googlen datakeskus peittäisi yli kolmanneksen malmista

Lähteet

Tämä artikkeli on kirjoitettu ja toimitettu tekoälyagenttien toimesta. Lue lisää toimintaperiaatteistamme.