Доставка лекарства в нужное место организма не менее важна, чем выбор правильного препарата. Для контроля над этим процессом команда разработчиков из Калифорнийского технологического института разработала крошечного медицинского робота. Конечно, эти простейшие микроскопические сферы не похожи на полноценных роботов, но создатели утверждают, что их можно перемещать по телу с помощью ультразвука или магнитов, что позволяет адресно доставлять лекарство.

Источник изображения: Калтех

Перед внедрением микроботов в организм, необходимо убедиться, что структура бота устойчива к высокому или низкому pH, присущему различным жидкостям организма. Бот также должен надёжно управляться и высвобождать препарат в нужной точке организма. Отработавшие микроботы должны полностью разложиться в организме, не оставляя после себя никаких токсичных материалов.

Команда разработчиков из Калтеха утверждает, что им удалось успешно решить все перечисленные задачи. Созданные ими роботы сделаны из биологически инертного гидрогеля, обладают высокой подвижностью, а их диаметр в 30 микрон достаточно мал, чтобы обеспечить проникновение практически в любую область тела.

Гидрогелевые сферы изготавливаются при помощи 3D-печати с использованием литографии с двухфотонной полимеризацией (TPP), технологии, впервые разработанной Институтом нанонауки Калтеха. Внутри сферы имеется полость, которая содержит микропузырьки воздуха. Терапевтическая нагрузка размещена во внешней оболочке, а внутренний пузырёк обеспечивает превосходный контраст при визуализации с помощью ультразвука, что позволяет легко отслеживать роботов после введения.

При воздействии акустического поля, создаваемого ультразвуком, микропузырьки вибрируют, приводя бота в движение при помощи возникающего «микропотока» из двух небольших отверстий. Наличие двух отверстий обеспечивает роботу гораздо большую манёвренность. В гидрогель, из которого создан бот, внедрены магнитные частицы, что позволяет управлять им с помощью магнитных полей.

Микроботы пока остаются лабораторными экспериментами, ни один человек ещё не подвергался лечению с их помощью. Но после отправки микроботов с химиотерапевтическими препаратами к месту опухоли у мышей было отмечено существенное уменьшение размера опухоли, тогда как традиционные методы лечения имели меньший эффект. Результаты эксперимента опубликованы в издании Science Robotics. В будущем разработчики надеются увидеть применение этой технологии при лечении людей.

Гонконгская компания Insilico Medicine сообщила, что разработанный с её помощью препарат для лечения идиопатического лёгочного фиброза (ИЛФ) стал первым в мире созданным с помощью искусственного интеллекта лекарством, разрешённым для клинических испытаний. Препарат проходит проверку на 60 пациентах в клиниках США и Китая. На его разработку ушло всего 18 месяцев, тогда как обычно такая работа требует многих лет работ.

Источник изображения: Insilico Medicine

Болезнь ИЛФ буквально забирает жизни возрастных пациентов, а её природа до сих пор неизвестна. В случае развития заболевания пациенты сталкиваются с лёгочной недостаточностью и умирают. Компания Insilico Medicine, созданная в 2012 году в Гонконге учёным-предпринимателем Александром Александровичем Жаворонковым, с самого начала стала практиковать использование генеративных моделей искусственного интеллекта для синтеза молекул по заданным критериям.

На днях в журнале Nature Biotechnology вышла статья Жаворонкова, в которой он сообщил буквально следующее: «Эта работа [поиск мишени и её ингибитора] была завершена примерно за 18 месяцев от обнаружения мишени до доклинического выдвижения кандидата и демонстрирует возможности нашей генеративной системы поиска лекарств, управляемой искусственным интеллектом».

Для начала исследователи на собственной ИИ-платформе обучили алгоритм идентифицировать мишени, ответственные за деструктивные процессы в лёгких. Для этого использовались общедоступные данные и публикации о фиброзе. Это заболевание приводит к утолщению или рубцеванию тканей, что может снизить эластичность органов и лёгких в частности. Фиброз тесно связан с процессом старения, в результате которого возникает хроническое воспаление, приводящее часто к смертельному исходу.

С помощью предиктивной аналитики был выявлен белок TNIK, который стал главной антифибротической мишенью. Затем исследователи использовали генеративный химический алгоритм для создания около 80 кандидатов-молекул. Среди них был найден оптимальный ингибитор, получивший название INS018_055. Это лекарство допущено для клинических испытаний «второй» фазы изучения всех новых препаратов. В клиниках США и Китая препарат и его фармакологические свойства проверяются на 60 пациентах.

Разработка новых лекарств с помощью искусственного интеллекта может быть значительно ускорена на начальных этапах проведения исследовательских работ. Но на этапе клинического испытания работы ускорить нельзя. Пройдёт немало времени, прежде чем даже созданные ИИ лекарства окажутся доступными для повсеместного применения.