Kratek odgovor: Generativna umetna inteligenca pospešuje predvsem zgodnje odkrivanje zdravil z ustvarjanjem kandidatnih molekul ali zaporedij beljakovin, predlaganjem poti sinteze in postavljanjem preverljivih hipotez, tako da lahko ekipe izvajajo manj "slepih" poskusov. Najbolje deluje, ko uveljavljate stroge omejitve in potrjujete rezultate; če jo obravnavate kot orakelj, lahko zavaja z zaupanjem.
Ključne ugotovitve:
Pospešek : Uporabite GenAI za razširitev ustvarjanja idej, nato pa ga zožite s strogim filtriranjem.
Omejitve : Pred generiranjem zahtevajte obsege lastnosti, pravila odra in omejitve novosti.
Validacija : Izhode obravnavajte kot hipoteze; potrdite s testi in ortogonalnimi modeli.
Sledljivost : Beležite pozive, izhode in utemeljitve, da so odločitve še vedno pregledne in revidirane.
Odpornost proti zlorabam : Preprečite uhajanje informacij in pretirano samozavest z upravljanjem, nadzorom dostopa in človeškim pregledom.

Članki, ki jih boste morda želeli prebrati po tem:
🔗 Vloga umetne inteligence v zdravstvu
Kako umetna inteligenca izboljšuje diagnozo, poteke dela, oskrbo pacientov in rezultate.
🔗 Bo umetna inteligenca nadomestila radiologe?
Raziskuje, kako avtomatizacija dopolnjuje radiologijo in kaj ostaja človeško.
🔗 Bo umetna inteligenca nadomestila zdravnike?
Iskren pogled na vpliv umetne inteligence na zdravniško delo in prakso.
🔗 Najboljša laboratorijska orodja umetne inteligence za znanstvena odkritja
Vrhunska orodja za laboratorij umetne inteligence za pospešitev poskusov, analiz in odkrivanja.
Vloga generativne umetne inteligence pri odkrivanju zdravil, naenkrat 😮💨
Generativna umetna inteligenca pomaga farmacevtskim ekipam ustvarjati kandidatne molekule, napovedovati lastnosti, predlagati modifikacije, predlagati poti sinteze, raziskovati biološke hipoteze in skrajšati iteracijske cikle – zlasti pri zgodnjem odkrivanju in optimizaciji vodilnih učinkov. Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov) Elsevier 2024 (generativni modeli pri de novo načrtovanju zdravil)
In ja, lahko tudi samozavestno ustvarja neumnosti. To je del dogovora. Kot zelo navdušen pripravnik z raketnim motorjem. Vodnik za zdravnike (tveganje za halucinacije) npj Digital Medicine 2025 (halucinacije + varnostni okvir)
Zakaj je to pomembnejše, kot ljudje priznavajo 💥
Veliko odkrivalnega dela je »iskanje«. Išči kemijski prostor, išči biologijo, išči literaturo, išči odnose med strukturo in funkcijo. Težava je v tem, da je kemijski prostor ... v bistvu neskončen. Accounts of Chemical Research 2015 (kemijski prostor) Irwin & Shoichet 2009 (lestvica kemijskega prostora)
Lahko bi porabili več življenj samo za preizkušanje "razumnih" različic.
Generativna umetna inteligenca premika potek dela iz:
-
"Preizkusimo, kaj se lahko spomnimo."
do:
-
"Ustvarimo večji, pametnejši nabor možnosti in nato preizkusimo najboljše."
Ne gre za izločanje poskusov. Gre za izbiro boljših poskusov . 🧠 Nature 2023 (pregled odkritja ligandov)
Prav tako, in o tem se premalo razpravlja, pomaga ekipam pri pogovoru med različnimi disciplinami . Kemiki, biologi, ljudje s področja DMPK, računalničarji ... vsi imajo različne miselne modele. Dober generativni sistem lahko služi kot skupna skicirka. Pregled knjige Frontiers in Drug Discovery 2024
Kaj naredi dobro različico generativne umetne inteligence za odkrivanje zdravil? ✅
Niso vse generativne umetne inteligence enake. »Dobra« različica za ta prostor se manj osredotoča na bleščeče predstavitve in bolj na neprivlačno zanesljivost (neprivlačnost je tukaj vrlina). Nature 2023 (pregled odkritja ligandov)
Dobra generativna umetna inteligenca ima običajno:
-
Utemeljitev domene : usposobljeno ali prilagojeno kemijskim, biološkim in farmakološkim podatkom (ne le generičnemu besedilu) 🧬 Pregled Elsevierja za leto 2024 (generativni modeli)
-
Omejitve - prva generacija : lahko upošteva pravila, kot so območja lipofilnosti, omejitve ogrodja, značilnosti vezavnih mest, cilji selektivnosti JCIM 2024 (difuzijski modeli pri načrtovanju zdravil de novo) REINVENT 4 (odprt okvir)
-
Zavedanje o lastnostih : ustvarja molekule, ki niso le nove, ampak tudi "ne smešne" v smislu ADMET ADMETlab 2.0 (zakaj je zgodnji ADMET pomemben)
-
Poročanje o negotovosti : signalizira, kdaj gre za ugibanje, kdaj pa za zanesljivost (celo grobo območje zaupanja pomaga) Načela validacije OECD QSAR (področje uporabnosti)
-
Nadzor s človeškim vključevanjem : kemiki lahko hitro usmerjajo, zavračajo in vodijo rezultate Nature 2023 (potek dela + kontekst tehnologije odkrivanja)
-
Sledljivost : vidite lahko, zakaj je bil predlog podan (vsaj delno), ali pa se lotevate le slepo. Smernice OECD za QSAR (preglednost modela + validacija)
-
Evalvacijski kabelski snop : priklop, QSAR, filtri, preverjanja retrosinteze - vse povezano 🔧 Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov) Strojno učenje v CASP (Coley 2018)
-
Nadzor pristranskosti in uhajanja : da se prepreči prikrito pomnjenje podatkov o usposabljanju (ja, to se dogaja) USENIX 2021 (pridobivanje podatkov o usposabljanju) Vogt 2023 (skrbi glede novosti/edinstvenosti)
Če vaša generativna umetna inteligenca ne zmore omejitev, je v bistvu generator novosti. Zabavno na zabavah. Manj zabavno v programu za odvajanje od drog.
Kje se generativna umetna inteligenca umesti v proces odkrivanja zdravil 🧭
Tukaj je preprost miselni zemljevid. Generativna umetna inteligenca lahko prispeva k skoraj vsaki fazi, vendar se najbolje obnese tam, kjer je iteracija draga in je prostor za hipoteze ogromen. Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
Pogoste stične točke:
-
Odkrivanje in validacija tarč (hipoteze, kartiranje poti, predlogi za biomarkerje) Pregled publikacije Frontiers in Drug Discovery 2024
-
Identifikacija zadetkov (virtualna razširitev presejanja, de novo generiranje zadetkov) Nature Biotechnology 2019 (GENTRL)
-
Optimizacija potencialnih strank (predlaganje analogov, večparametrsko uglaševanje) REINVENT 4
-
Predklinična podpora (napovedovanje lastnosti ADMET, včasih namigi za formulacijo) ADMETlab 2.0
-
CMC in načrtovanje sinteze (predlogi za retrosintezo, triaža poti) AiZynthFinder 2020 Coley 2017 (računalniško podprta retrosinteza)
-
Delo z znanjem (sinteza literature, povzetki konkurenčnega okolja) 📚 Vzorci 2025 (LLM pri odkrivanju zdravil)
V mnogih programih največje zmage izvirajo iz integracije delovnega toka , ne pa iz tega, da je en sam model "genial". Model je motor - cevovod je avtomobil. Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
Primerjalna tabela: priljubljeni generativni pristopi umetne inteligence, ki se uporabljajo pri odkrivanju zdravil 📊
Nekoliko nepopolna miza, ker je resnično življenje nekoliko nepopolno.
| Orodje / Pristop | Najboljše za (občinstvo) | Približno cena | Zakaj deluje (in kdaj ne) |
|---|---|---|---|
| De novo generatorji molekul (SMILES, grafi) | Medicinska kemikalija + kemikalija za strokovno pomoč | $$-$$$ | Odličen pri hitrem raziskovanju novih analogov 😎 - vendar lahko izloči nestabilne neprimernosti REINVENT 4 GENTRL (Nature Biotech 2019) |
| Generatorji beljakovin/struktur | Biološke ekipe, strukturna biologija | $$$ | Pomaga pri predlaganju zaporedij + struktur - vendar »izgleda verjetno« ni isto kot »deluje« AlphaFold (Nature 2021) RFdiffusion (Nature 2023) |
| Molekularna zasnova v difuzijskem slogu | Napredne ekipe strojnega učenja | $$-$$$$ | Močan pri pogojevanju omejitev in raznolikosti - nastavitev je lahko ... celotna stvar JCIM 2024 (difuzijski modeli) PMC 2025 pregled difuzije |
| Kopiloti za napovedovanje lastnosti (kombinacija QSAR + GenAI) | DMPK, projektne ekipe | $$ | Dobro za triažo in razvrščanje - slabo, če se obravnava kot evangelij 😬 OECD (področje uporabnosti) ADMETlab 2.0 |
| Načrtovalci retrosinteze | Procesna kemikalija, CMC | $$-$$$ | Pospeši iskanje idej za poti – za izvedljivost in varnost še vedno potrebuje ljudi AiZynthFinder 2020 Coley 2018 (CASP) |
| Multimodalni laboratorijski kopiloti (besedilo + podatki analize) | Prevajalske ekipe | $$$ | Koristno za vlečenje signalov med nabori podatkov - nagnjeno k pretirani samozavesti, če so podatki neenakomerni Nature 2024 (paketni učinki pri slikanju celic) npj Digital Medicine 2025 (multimodalno v biotehnologiji) |
| Asistenti za literaturo in hipoteze | Vsi, v praksi | $ | Zelo skrajša čas branja – vendar so halucinacije lahko spolzke, kot izginjajoče nogavice. Vzorci 2025 (LLM pri odkrivanju zdravil). Vodnik za zdravnike (halucinacije). |
| Modeli temeljev po meri | Velika farmacevtska podjetja, dobro financirana biotehnologija | $$$$ | Najboljši nadzor + integracija - tudi drago in počasno za gradnjo (oprostite, res je) Pregled Frontiers in Drug Discovery 2024 |
Opombe: cene se zelo razlikujejo glede na obseg, računalniške zmogljivosti, licenciranje in ali si vaša ekipa želi »plug and play« ali »zgradimo vesoljsko ladjo«
Podrobnejši pogled: Generativna umetna inteligenca za odkrivanje zadetkov in de novo oblikovanje 🧩
To je glavni primer uporabe: ustvarjanje kandidatnih molekul iz nič (ali iz ogrodja), ki ustrezajo ciljnemu profilu. Nature Biotechnology 2019 (GENTRL) REINVENT 4
Kako običajno deluje v praksi:
-
Definiraj omejitve
-
tarčni razred, oblika vezavnega žepa, znani ligandi
-
območja lastnosti (topnost, logP, PSA itd.) Lipinski (kontekst pravila 5)
-
omejitve novosti (izogibanje znanim IP conam) 🧠 Vogt 2023 (ocena novosti)
-
-
Ustvari kandidate
-
skakanje po odru
-
rast fragmentov
-
Predlogi za »okrasitev tega jedra«
-
večciljna generacija (vezava + prepustnost + nestrupenost) REINVENT 4 Elsevier 2024 pregled (generativni modeli)
-
-
Agresivno filtrirajte
-
pravila medicinske kemije
-
PAINS in reaktivni skupinski filtri Baell & Holloway 2010 (PAINS)
-
preverjanja sintetizabilnosti AiZynthFinder 2020
-
sidranje / točkovanje (nepopolno, vendar koristno) Nature 2023 (pregled odkritja ligandov)
-
-
Izberite majhen nabor za sintezo
-
ljudje še vedno izbirajo, ker včasih zavohajo neumnosti
-
Nerodna resnica: vrednost niso le "nove molekule". Gre za nove molekule, ki so smiselne za omejitve vašega programa . Ta zadnji del je vse. Nature 2023 (pregled odkritja ligandov)
Pa še rahlo pretiravanje: ko je vse dobro narejeno, se lahko zdi, kot da ste najeli ekipo neutrudnih mladih kemikov, ki nikoli ne spijo in se nikoli ne pritožujejo. Po drugi strani pa tudi ne razumejo, zakaj je določena strategija zaščite nočna mora, zato ... ravnovesje 😅.
Podrobnejši pogled: Optimizacija potencialnih strank z generativno umetno inteligenco (večparametrsko uglaševanje) 🎛️
Optimizacija potencialnih strank je tista, kjer se sanje zapletejo.
Želite:
-
povečanje moči
-
selektivnost navzgor
-
metabolna stabilnost
-
topnost navzgor
-
varnostni signali spuščeni
-
prepustnost "ravno pravšnja"
-
IN še vedno sintetizirati
To je klasična večciljna optimizacija. Generativna umetna inteligenca je nenavadno dobra pri predlaganju nabora kompromisnih rešitev, namesto da bi se pretvarjala, da obstaja ena sama popolna kombinacija. REINVENT 4 Elsevier 2024 pregled (generativni modeli)
Praktični načini uporabe ekip:
-
Analogni predlog : »Naredite 30 različic, ki zmanjšajo očistek, a ohranijo učinkovitost«
-
Nadomestno skeniranje : vodeno raziskovanje namesto naštevanja z grobo silo
-
Scaffold hopping : ko jedro zadene steno (toksičnost, IP ali stabilnost)
-
Predlogi za razlago : »Ta polarna skupina lahko izboljša topnost, vendar lahko poslabša prepustnost« (ni vedno pravilno, ampak koristno)
Eno opozorilo: napovedovalci lastnosti so lahko krhki. Če se vaši učni podatki ne ujemajo z vašo kemijsko serijo, je lahko model zagotovo napačen. Zelo napačen. In ne bo se zardel. Načela validacije OECD QSAR (domena uporabnosti) Weaver 2008 (domena uporabnosti QSAR)
Podrobnejši pogled: ADMET, toksičnost in presejalni test »prosim, ne uničite programa« 🧯
ADMET je področje, kjer veliko kandidatov potihoma ne uspe. Generativna umetna inteligenca ne reši biologije, lahko pa zmanjša število napak, ki se jim je mogoče izogniti. ADMETlab 2.0 Waring 2015 (opuščanje)
Pogoste vloge:
-
napovedovanje presnovnih odgovornosti (mesta presnove, trendi očistka)
-
označevanje verjetnih motivov toksičnosti (opozorila, kazalniki reaktivnih intermediatov)
-
ocenjevanje območij topnosti in prepustnosti
-
predlaganje sprememb za zmanjšanje tveganja za hERG ali izboljšanje stabilnosti 🧪 FDA (ICH E14/S7B vprašanja in odgovori) EMA (pregled ICH E14/S7B)
Najučinkovitejši vzorec je običajno videti takole: za predlaganje možnosti uporabite GenAI, za preverjanje pa specializirane modele in poskuse.
Generativna umetna inteligenca je motor idej. Validacija še vedno obstaja v testih.
Podrobnejši pogled: Generativna umetna inteligenca za biološka zdravila in beljakovinski inženiring 🧬✨
Odkrivanje zdravil ni le odkrivanje majhnih molekul. Generativna umetna inteligenca se uporablja tudi za:
-
generiranje zaporedja protiteles
-
predlogi za zorenje afinitete
-
izboljšave stabilnosti beljakovin
-
encimsko inženirstvo
-
raziskovanje peptidne terapije ProteinMPNN (znanost 2022) Rives 2021 (modeli jezika beljakovin)
Generiranje beljakovin in zaporedij je lahko močno, ker se »jezik« zaporedij presenetljivo dobro preslika v metode strojnega učenja. Vendar pa je tukaj mimogrede vrnitev: dobro se preslika ... dokler se ne razblini. Ker so lahko imunogenost, izražanje, vzorci glikozilacije in omejitve razvojnosti brutalne. AlphaFold (Nature 2021) ProteinGenerator (Nat Biotech 2024)
Torej, najboljše nastavitve vključujejo:
-
filtri za razvoj
-
ocenjevanje tveganja imunogenosti
-
omejitve izdelave
-
mokre laboratorijske zanke za hitro iteracijo 🧫
Če jih preskočite, dobite čudovito zaporedje, ki se v produkciji obnaša kot diva.
Podrobnejši pogled: Načrtovanje sinteze in predlogi za retrosintezo 🧰
Generativna umetna inteligenca se prikrade tudi v kemijske operacije, ne le v snovanje idej za molekule.
Načrtovalci retrosinteze lahko:
-
predlagati poti do ciljne spojine
-
predlagajte komercialno dostopne izhodne materiale
-
razvrščanje poti po številu korakov ali zaznani izvedljivosti
-
pomagajte kemikom hitro izločiti »luštne, a nemogoče« ideje AiZynthFinder 2020 Coley 2018 (CASP)
To lahko prihrani čas, še posebej, če raziskujete veliko kandidatnih struktur. Kljub temu so ljudje tukaj zelo pomembni, ker:
-
spremembe razpoložljivosti reagentov
-
pomisleki glede varnosti in obsega so resnični
-
Nekateri koraki so na papirju videti v redu, vendar vedno znova ne uspejo
Ni ravno popolna metafora, ampak jo bom vseeno uporabil: retrosinteza umetne inteligence je kot GPS, ki ima večinoma prav, le da vas včasih usmeri skozi jezero in vztraja, da je to bližnjica. 🚗🌊 Coley 2017 (računalniško podprta retrosinteza)
Podatki, multimodalni modeli in raztrgana realnost laboratorijev 🧾🧪
Generativna umetna inteligenca ljubi podatke. Laboratoriji proizvajajo podatke. Na papirju se to sliši preprosto.
Ha. Ne.
Pravi laboratorijski podatki so:
-
nepopoln
-
hrupno
-
polno šaržnih učinkov Leek et al. 2010 (šaržni učinki) Nature 2024 (šaržni učinki pri slikanju celic)
-
razpršeni po različnih formatih
-
blagoslovljen s "kreativnimi" konvencijami poimenovanja
Multimodalni generativni sistemi lahko združujejo:
-
rezultati analize
-
kemijske strukture
-
slike (mikroskopija, histologija)
-
omika (transkriptomika, proteomika)
-
besedilo (protokoli, ELN-ji, poročila) npj Digitalna medicina 2025 (multimodalna v biotehnologiji) Analiza medicinskih slik 2025 (multimodalna umetna inteligenca v medicini)
Ko deluje, je super. Odkrijete lahko neopazne vzorce in predlagate poskuse, ki bi jih en sam specialist morda spregledal.
Ko odpove, odpove tiho. Ne zaloputne vrat. Samo spodbudi vas k samozavestnemu napačnemu sklepu. Zato upravljanje, validacija in pregled domene niso neobvezni. Vodnik za zdravnike (halucinacije) npj Digital Medicine 2025 (halucinacije + varnostni okvir)
Tveganja, omejitve in razdelek »ne pustite se zavesti tekočemu izpisu« ⚠️
Če se spomnite samo ene stvari, si zapomnite tole: generativna umetna inteligenca je prepričljiva. Lahko se sliši pravilno, hkrati pa je napačna. Vodnik za zdravnike (halucinacije)
Ključna tveganja:
-
Mehanizmi halucinacij : verjetna biologija, ki ni resnična. Vodnik za zdravnike (halucinacije).
-
Uhajanje podatkov : ustvarjanje nečesa, kar je preveč podobno znanim spojinam USENIX 2021 (pridobivanje podatkov za učenje) Vogt 2023 (skrbi glede novosti/edinstvenosti)
-
Prekomerna optimizacija : lovljenje predvidenih rezultatov, ki se ne prevedejo in vitro Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
-
Pristranskost : podatki o usposabljanju so nagnjeni k določenim kemotipom ali tarčam Vogt 2023 (ocena modela + pristranskost/novost)
-
Lažna novost : "nove" molekule, ki so pravzaprav trivialne različice Vogt 2023
-
Vrzeli v razlagi : težko je utemeljiti odločitve deležnikom Načela validacije OECD QSAR
-
Varnostne težave in pomisleki glede IP-ja : občutljive podrobnosti programa v pozivih 😬 USENIX 2021 (pridobivanje podatkov za usposabljanje)
Blažilni ukrepi, ki pomagajo v praksi:
-
ohranjanje ljudi v zanki odločanja
-
pozivi in izhodi dnevnika za sledljivost
-
validirati z ortogonalnimi metodami (analize, alternativni modeli)
-
samodejno uveljavljanje omejitev in filtrov
-
obravnavajte rezultate kot hipoteze, ne kot tablice resnice, smernice OECD QSAR
Generativna umetna inteligenca je električno orodje. Električno orodje te ne naredi tesarja ... le hitreje dela napake, če ne veš, kaj počneš.
Kako ekipe uvajajo generativno umetno inteligenco brez kaosa 🧩🛠️
Ekipe pogosto želijo to uporabiti, ne da bi organizacijo spremenile v znanstveni sejem. Praktična pot uvedbe je videti takole:
-
Začnite z enim ozkim grlom (širitev zadetkov, generiranje analogov, triaža literature) Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
-
Zgradite tesno zanko ocenjevanja (filtri + sidranje + preverjanje lastnosti + pregled kemikalij) REINVENT 4 AiZynthFinder 2020
-
Merjenje rezultatov (prihranjen čas, stopnja zadetkov, zmanjšanje osipa) Waring 2015 (osip)
-
Integracija z obstoječimi orodji (ELN, register spojin, podatkovne baze testov) Vir Edinburgh ELN
-
Ustvarite pravila uporabe (kaj se lahko prikaže, kaj ostane brez povezave, koraki pregleda) USENIX 2021 (tveganje ekstrakcije podatkov)
-
Ljudje usposabljajte previdno (resno, večina napak izvira iz napačne uporabe, ne iz modela). Vodnik za zdravnike (halucinacije).
Prav tako ne podcenjujte kulture. Če kemiki čutijo, da jim vsiljujejo umetno inteligenco, jo bodo ignorirali. Če jim bo prihranila čas in spoštovala njihovo strokovno znanje, jo bodo hitro sprejeli. Ljudje so pač takšni smešni 🙂.
Kakšna je vloga generativne umetne inteligence pri odkrivanju zdravil, ko sliko pomanjšate? 🔭
Če pomanjšamo, vloga ni »nadomestiti znanstvenike«. Gre za »razširitev znanstvene pasovne širine«. Nature 2023 (pregled odkritja ligandov)
Pomaga ekipam:
-
raziščite več hipotez na teden
-
predlagati več kandidatnih struktur na cikel
-
pametneje določite prednost poskusov
-
stisnite iteracijske zanke med načrtovanjem in testiranjem
-
izmenjava znanja med silosi Patterns 2025 (LLM pri odkrivanju zdravil)
In morda najbolj podcenjen del: pomaga vam, da ne zapravljate drage človeške ustvarjalnosti za ponavljajoče se naloge. Ljudje bi morali razmišljati o mehanizmu, strategiji in interpretaciji – ne pa porabiti dni za ročno ustvarjanje seznamov variant. Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
Torej, vloga generativne umetne inteligence pri odkrivanju zdravil je pospeševalnik, generator, filter in včasih tudi povzročalec težav. Vendar dragocena.
Zaključni povzetek 🧾✅
Generativna umetna inteligenca postaja ključna zmogljivost sodobnega odkrivanja zdravil, saj lahko ustvarja molekule, hipoteze, zaporedja in poti hitreje kot ljudje – in lahko pomaga ekipam pri izbiri boljših poskusov. Pregled Frontiers in Drug Discovery 2024, Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov).
Povzetek alinej:
-
Najboljši je pri zgodnjem odkrivanju in zankah optimizacije potencialnih strank REINVENT 4
-
Podpira majhne molekule in biološka zdravila GENTRL (Nature Biotech 2019) ProteinMPNN (Science 2022)
-
Poveča produktivnost z razširitvijo lijaka idej Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
-
Potrebne so omejitve, validacija in ljudje, da se izognemo samozavestnim nesmiselnim načelom OECD QSAR Vodnik za klinične zdravnike (halucinacije)
-
Največje zmage prihajajo iz integracije delovnega toka , ne iz marketinške pene Nature 2023 (pregled odkrivanja ligandov)
Če z njim ravnate kot s sodelavcem – ne kot z orakljem – lahko resnično premakne programe naprej. In če z njim ravnate kot z orakljem ... no, morda boste spet sledili tistemu GPS-u v jezero. 🚗🌊
Pogosta vprašanja
Kakšna je vloga generativne umetne inteligence pri odkrivanju zdravil?
Generativna umetna inteligenca predvsem širi lijak idej pri zgodnjem odkrivanju in optimizaciji potencialnih strank s predlaganjem kandidatnih molekul, zaporedij beljakovin, poti sinteze in bioloških hipotez. Vrednost je manjša v »zamenjavi poskusov« in večja v »izbiri boljših poskusov« z ustvarjanjem številnih možnosti in nato temeljitim filtriranjem. Najbolje deluje kot pospeševalnik znotraj discipliniranega delovnega procesa, ne pa kot samostojni odločevalec.
Kje v procesu odkrivanja zdravil generativna umetna inteligenca najbolje deluje?
Največjo vrednost običajno prinese tam, kjer je prostor za hipoteze ogromen in je iteracija draga, na primer pri identifikaciji zadetkov, de novo načrtovanju in optimizaciji potencialnih strank. Ekipe ga uporabljajo tudi za triažo ADMET, predloge za retrosintezo in podporo literature ali hipotez. Največje koristi običajno izhajajo iz integracije generiranja s filtri, točkovanja in človeškega pregleda, namesto da bi pričakovali, da bo en sam model »pameten«
Kako določite omejitve, da generativni modeli ne bodo ustvarjali neuporabnih molekul?
Praktičen pristop je, da se pred generiranjem definirajo omejitve: razponi lastnosti (kot so topnost ali logP cilji), pravila ogrodja ali podstrukture, značilnosti vezavnih mest in meje novosti. Nato se uveljavijo filtri medicinske kemije (vključno s PAINS/reaktivnimi skupinami) in preverjanja sintetizabilnosti. Generiranje z omejitvami najprej je še posebej koristno pri molekularnem načrtovanju v difuzijskem slogu in ogrodjih, kot je REINVENT 4, kjer je mogoče kodirati večciljne cilje.
Kako naj ekipe potrdijo rezultate GenAI, da se izognejo halucinacijam in pretirani samozavesti?
Vsak izhod obravnavajte kot hipotezo, ne kot zaključek, in ga potrdite s testi in ortogonalnimi modeli. Generiranje parov z agresivnim filtriranjem, sidranjem ali točkovanjem, kjer je to primerno, in preverjanjem področja uporabnosti za napovedovalce v slogu QSAR. Kadar je mogoče, naredite negotovost vidno, saj so modeli lahko prepričani, da so napačni glede kemije zunaj distribucije ali nestabilnih bioloških trditev. Pregled s strani človeka v zanki ostaja ključna varnostna funkcija.
Kako lahko preprečite uhajanje podatkov, tveganje IP in »shranjene« izhode?
Uporabljajte nadzor upravljanja in dostopa, da se občutljive podrobnosti programa ne bi naključno vstavljale v pozive, in beležite pozive/izhode za preglednost. Uveljavljajte preverjanja novosti in podobnosti, da ustvarjeni kandidati ne bi bili preblizu znanih spojin ali zaščitenih območij. Vzdržujte jasna pravila o tem, kateri podatki so dovoljeni v zunanjih sistemih, in dajte prednost nadzorovanim okoljem za delo z visoko občutljivostjo. Človeški pregled pomaga zgodaj odkriti »preveč znane« predloge.
Kako se generativna umetna inteligenca uporablja za optimizacijo potencialnih strank in večparametrsko uglaševanje?
Pri optimizaciji potencialnih strank je generativna umetna inteligenca dragocena, ker lahko predlaga več kompromisnih rešitev, namesto da bi lovila eno samo "popolno" spojino. Običajni delovni procesi vključujejo predlaganje analogov, vodeno skeniranje substituentov in preklapljanje med odri, kadar omejitve zaradi moči, toksičnosti ali IP blokirajo napredek. Prediktorji lastnosti so lahko krhki, zato ekipe običajno razvrščajo kandidate z več modeli in nato eksperimentalno potrdijo najboljše možnosti.
Ali lahko generativna umetna inteligenca pomaga tudi pri bioloških zdravilih in beljakovinskem inženiringu?
Da - ekipe ga uporabljajo za generiranje zaporedij protiteles, ideje za zorenje afinitete, izboljšave stabilnosti in raziskovanje encimov ali peptidov. Generiranje beljakovin/zaporedij je lahko videti verjetno, ne da bi bilo razvojno, zato je pomembno uporabiti filtre za razvojnost, imunogenost in proizvodnost. Strukturna orodja, kot je AlphaFold, lahko podpirajo sklepanje, vendar »verjetna struktura« še vedno ni dokaz izražanja, delovanja ali varnosti. Zanke v mokrem laboratoriju ostajajo bistvene.
Kako generativna umetna inteligenca podpira načrtovanje sinteze in retrosintezo?
Načrtovalci retrosinteze lahko predlagajo poti, izhodne materiale in razvrstitev poti, da pospešijo oblikovanje idej in hitro izločijo neizvedljive poti. Orodja in pristopi, kot je načrtovanje v slogu AiZynthFinder, so najučinkovitejši, če jih združimo s preverjanji izvedljivosti v resničnem svetu, ki jih izvajajo kemici. Razpoložljivost, varnost, omejitve pri povečanju obsega in »reakcije na papirju«, ki v praksi ne uspejo, še vedno zahtevajo človeško presojo. Na ta način se prihrani čas, ne da bi se pretvarjali, da je kemija rešena.
Reference
-
Nature - Pregled odkritja ligandov (2023) - nature.com
-
Naravna biotehnologija - GENTRL (2019) - nature.com
-
Narava - AlphaFold (2021) - nature.com
-
Narava - RFdifuzija (2023) - nature.com
-
Naravna biotehnologija - Generator beljakovin (2024) - nature.com
-
Nature Communications - Šaržni učinki pri slikanju celic (2024) - nature.com
-
npj digitalna medicina - okvir za halucinacije + varnost (2025) - nature.com
-
npj Digitalna medicina - Multimodalna biotehnologija (2025) - nature.com
-
Znanost - ProteinMPNN (2022) - science.org
-
Celični vzorci - magistrski študij medicine (LLM) pri odkrivanju zdravil (2025) - cell.com
-
ScienceDirect (Elsevier) - Generativni modeli v de novo načrtovanju zdravil (2024) - sciencedirect.com
-
ScienceDirect (Elsevier) - Vogt (2023): pomisleki glede novosti/edinstvenosti - sciencedirect.com
-
Analiza medicinskih slik (ScienceDirect) - Multimodalna umetna inteligenca v medicini (2025) - sciencedirect.com
-
PubMed Central - Vodnik za zdravnike (tveganje za halucinacije) - nih.gov
-
Poročila o kemijskih raziskavah (publikacije ACS) - Kemijski prostor (2015) - acs.org
-
PubMed Central - Irwin & Shoichet (2009): kemijska prostorska lestvica - nih.gov
-
Meje pri odkrivanju zdravil (PubMed Central) - pregled (2024) - nih.gov
-
Journal of Chemical Information and Modeling (ACS Publications) - Difuzijski modeli pri načrtovanju novih zdravil (2024) - acs.org
-
PubMed Central - REINVENT 4 (odprti okvir) - nih.gov
-
PubMed Central - ADMETlab 2.0 (zgodnje zadeve ADMET) - nih.gov
-
OECD - Načela za validacijo modelov (Q)SAR za regulativne namene - oecd.org
-
OECD - Smernice za validacijo modelov (Q)SAR - oecd.org
-
Poročila o kemijskih raziskavah (ACS Publications) - Računalniško podprto načrtovanje sinteze / CASP (Coley, 2018) - acs.org
-
ACS Central Science (ACS Publications) - Računalniško podprta retrosinteza (Coley, 2017) - acs.org
-
PubMed Central - AiZynthFinder (2020) - nih.gov
-
PubMed - Lipinski: Kontekst pravila 5 - nih.gov
-
Časopis za medicinsko kemijo (publikacije ACS) - Baell & Holloway (2010): PAINS - acs.org
-
PubMed - Waring (2015): osipanje - nih.gov
-
PubMed - Rives (2021): modeli proteinskih jezikov - nih.gov
-
PubMed Central - Leek et al. (2010): učinki serije - nih.gov
-
PubMed Central - Pregled Diffusion (2025) - nih.gov
-
FDA - E14 in S7B: klinična in neklinična ocena podaljšanja intervala QT/QTc in proaritmičnega potenciala (Q&A) - fda.gov
-
Evropska agencija za zdravila - pregled smernic ICH E14/S7B - europa.eu
-
USENIX - Carlini in sod. (2021): pridobivanje učnih podatkov iz jezikovnih modelov - usenix.org
-
Univerza v Edinburghu – Storitve digitalnih raziskav – Vir elektronskih laboratorijskih zvezkov (ELN) – ed.ac.uk
-
ScienceDirect (Elsevier) - Weaver (2008): Domena uporabnosti QSAR - sciencedirect.com