Алгоритм вечной молодости

Компания Insilico Medicine, основанная российскими учеными, в партнерстве с американской Life Extension выпустила первый в мире геропротектор, активное вещество которого было найдено искусственным интеллектом
Алгоритм вечной молодости
Научный сотрудник Insilico Евгения Счастная и ее команда гордятся своим первым продуктом
Фотография: Дмитрий Лыков

«Как же приятно увидеть на полке первый продукт труда твоей компании», — говорит Алекс Жаворонков, основатель Insilico Medicine, делая селфи на фоне полок с баночками Ageless Cell в калифорнийском драгсторе. Биологически активная добавка вышла на американский рынок в начале марта, месяц спустя месяц появилась в Европе, но через интернет-сайты ее можно купить и в России. В первый же месяц Ageless Cell вышел на четвертое место в продажах компании Life Extension. Появился этот препарат благодаря сотрудничеству достаточно старого и известного в США производителя витаминов и биодобавок Life Extension и молодой «российской» компании Insilico Medicine со штаб-квартирой в Балтиморе (имеет «дочку» в Сколково — «Инсилико»). Первая выпускает огромное количество добавок, но также известна своей пропагандистской деятельностью в сфере увеличения продолжительности жизни и борьбы со старением. Insilico разрабатывает программные продукты для поиска действующих веществ, на основе которых будут производиться безопасные и эффективные геропротекторы и препараты для терапии возрастзависимых заболеваний. Поскольку деятельность обеих компаний течет в одном русле, неудивительно, что они сошлись.

Life Extension

Life Extension — один из первопроходцев на американском рынке биологически активных добавок, объем которого оценивается в 35 млрд долларов. Она работает на рынке вот уже 36 лет. Основная миссия компании — продление активного долголетия. Life Extension инвестирует значительные ресурсы в научные проекты и разработки, связанные со старением и старческими заболеваниями. Она предлагает полный спектр высококачественных витаминов, минералов и гормонов, а также уникальные, специально изготовленные добавки, разработанные на основе последних научных достижений.

ИИ для медицины

Компания Insilico Medicine была создана в Балтиморе (США) в 2014 году. Основал ее ученый и бизнесмен Алекс Жаворонков. Получив высшее образование в Канаде и проработав менеджером в нескольких компаниях в области IT, Алекс понял, что ему там скучно. Видимо, рожденный визионером, он рвался решать глобальные гуманитарные задачи и быстро превратился в адепта идеи здорового и активного долгожительства. Погрузиться в новую область знаний позволила учеба в магистратуре американского Университета Джонса Хопкинса и на кафедре биофизики физфака МГУ. Алекс верит, что человек может неплохо жить до ста пятидесяти лет, и даже поспорил со своим приятелем и партнером на миллион долларов, кто дольше проживет (договор вступает в силу с момента, когда обоим стукнет по сотне лет). Он убежден, что можно найти вещества, которые будут не только замедлять старение, но и обращать его вспять. Энергии Алекса можно только подивиться. Мало того, что он поставил своей целью перезнакомиться со всеми ведущими специалистами мира в этой области, он еще и привлекает их к участию в конференциях, пропагандирует саму идею и научные проекты, инвестирует в профильные стартапы, но главное, он сам создал несколько компаний, которые могут приблизить достижение заветной цели.

По первой профессии программист, Алекс понимал, что будущее биомедицинских инноваций связано с обработкой больших массивов данных и синергией искусственного интеллекта (ИИ) с медициной. По его мнению, именно методы in silico (компьютерное моделирование эксперимента) могут значительно ускорить поиск новых молекул, который обычно длится от десяти до пятнадцати лет и стоит в среднем порядка двух миллиардов долларов — отчасти из-за того, что на этапах исследования нового вещества огромное количество молекул не оправдывают ожиданий. Впрочем, иногда оказывается, что такие молекулы могли бы быть эффективными, но только для определенных групп больных, и традиционные методы испытаний «вычеркивают» их из кандидатов. Однако более скорый путь — поиск кандидатов из уже существующих действующих веществ, которые могут проявить себя в пока незнакомых направлениях. Многочисленные исследования, к примеру, показывают, что такие препараты, как метформин и рапамицин (первое применяется для лечения диабета, второе — противовоспалительное) уже показали себя как весьма неплохие геропротекторы.

Основатель Insilico Алекс Жаворонков собирается жить 150 лет в том числе с помощью своих молекул

Основатель Insilico Алекс Жаворонков собирается жить 150 лет, в том числе с помощью своих молекул

Фотография предоставлена компанией Insilico Medicine

Жаворонков создал несколько компаний, которые аккумулируют информацию, связанную с различными аспектами науки о старении, гипотезами относительно причин старения, отслеживанием исследований, подтверждающих или опровергающих эти гипотезы, а также с поиском эффективных геропротекторов в разных лабораториях мира. А Insilico Medicine занимается созданием программных продуктов для отбора действующих веществ — кандидатов в геропротекторы. Создание алгоритмов для поиска перспективных молекул базируется на огромной научной работе, в частности, определяющей, какие именно гены и с каким уровнем активности работают в молодых клетках и в стареющих. Выяснить это можно, выявляя уровень транскрипции генов (одного из этапов переноса генетической информации в белки клетки). Исследование этих уровней позволяет определить так называемый транскрипционный профиль клетки, а дальше посмотреть, как профиль молодой клетки отличается от профиля старой. Таким образом, теоретически можно определить те клеточные сигнальные пути, которые указывают на процессы старения. Соответственно, можно искать мишени в этих путях, чтобы на них можно было воздействовать. Попутно в компании выявляют такие же транскрипционные профили для возрастзависимых заболеваний — рака, диабета второго типа, болезней Альцгеймера и Паркинсона, старческих болезней суставов и костей и проч. Следующий этап — создать такие алгоритмы, которые свели бы эти накопленные базы данных с такой же гигантской базой данных известных в мире действующих веществ. В результате искусственный интеллект, к тому же самообучающийся, предлагает для конкретного возрастзависимого заболевания некое число конкретных молекул, которые уже можно тестировать in vitro на клеточных линиях и in vivo на животных в клинике. Или найти такие молекулы для мишеней, связанных с тем или иным процессом старения.

Подобные алгоритмы несколько лет уже используются в одной из партнерских компаний — Первом онкологическом научно-консультационном центре (ПОНКЦ) для поиска методов эффективного лечения онкологических заболеваний. Эту компанию Жаворонков создал вместе с российскими коллегами. Позже в нее инвестировала гонконгская компания Pathway Pharmaceuticals. Программа составляет конкретный онкопрофиль пациента на основе транскрипции его генов и предлагает наиболее эффективную персонализированную терапию. Сейчас платформа Онкофайндер используется в качестве второго мнения в России, Канаде и некоторых европейских странах. По словам онкологов, «назначения» искусственного интеллекта особенно ценны в случаях, когда все использованные в медицине средства зашли в тупик, а программа предлагает на первый взгляд нестандартное решение (разумеется, с использованием известных препаратов, которые, к примеру, используются по другому назначению, не связанному с рекомендациями по лечению конкретного вида опухоли).

magnifier.png Методы in silico (компьютерное моделирование эксперимента) могут значительно ускорить поиск новых молекул, который обычно длится от десяти до пятнадцати лет, или дать новую жизнь уже известным препаратам

Коктейль из четырех лидов

Алгоритм iPANDA, разработанный в Insilico, позволяет создавать профили молодых и старых клеток, клеток тканей разных возрастзависимых заболеваний. С помощью этого алгоритма в Insilico обработали не только данные обо всех известных лекарственных молекулах, но и о том, как менялась генная экспрессия в клетках после применения этих молекул. В результате такого «обсчета», по словам научного сотрудника Insilico Евгении Счастной, было выявлено около 800 молекул — так называемых лидов, которые потенциально перспективны в плане воздействия на торможение старения, увеличение продолжительности жизни, лечения различных заболеваний.

Чтобы с чем-то сравнить свои предсказания, в компании «прокрутили» их сквозь публичную базу действующих веществ, которые когда-либо были протестированы на модельных организмах с целью выявления влияния на продолжительность жизни. «У нас были пересечения, — говорит Евгения Счастная, — и это важно. Однако нужно понимать, что не всегда то, что работает на мушках и мышах, работает на человеке. Часть лидов компания исследовала на стареющих человеческих фибробластах, результаты этой работы были опубликованы в одном из научных изданий. В принципе, по словам г-жи Счастной, компания публикует довольно много статей о своих алгоритмах и исследованиях в научных изданиях, чтобы впоследствии это способствовало более быстрой разработке препаратов. Ссылки на научные публикации действуют на партнеров и инвесторов куда эффективнее, чем объяснения ученых на пальцах.

Insilico Medicine, Inc

Insilico Medicine создана в 2014 году, ее штаб-квартира находится в кампусе Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, а R&D-подразделения — в Бельгии, России и Великобритании. Компания использует достижения в области геномики, анализа больших данных и глубокого обучения для поиска биомаркеров старения и потенциальных действующих веществ среди уже известных лекарственных препаратов.

Компания реализует внутренние программы по открытию лекарственных средств в области рака, болезней Паркинсона, Альцгеймера, диабета, саркопении и других возрастзависимых заболеваний.

В результате исследований в Insilico выделили четыре наиболее перспективных вещества, которые усиливали свой эффект в синергии. Мирицетин — природный полифенол, получаемый из растений. Обладает широким спектром действия на сигнальные пути, задействованные в развитии возрастзависимых заболеваний. В частности, это вещество регулирует метаболические процессы и способствует восстановлению клеточных повреждений. Ацетилцистеин — серосодержащее соединение, известное своей способностью связывать свободные радикалы. Это вещество действует не только как антиоксидант, но и как противовоспалительное средство. Ученым известно, что окислительные процессы и процессы так называемого системного воспаления являются своеобразными характерными чертами старения. Третье вещество — гамма-токотриенол — также обладает антиоксидантными свойствами, а помимо этого участвует в контроле синтеза холестерина, препятствует развитию раковых клеток. Эпигаллокатехин-3-галлат — вещество, которое содержится в чае, — также обладает антиокислительными и противовоспалительными свойствами и участвует в контроле развития раковых клеток. Каждое из этих четырех веществ могло бы работать в качестве самостоятельного геропротектора, но их сочетание (кстати, тоже предсказанное алгоритмом) усиливает эти эффекты.

Эти четыре потенциально эффективных вещества были предложены компании Life Extension для создания геропротектора. По словам Евгении Счастной, часть исследований проводилась совместно с партнерами. Это было очень полезным и в какой-то степени поучительным опытом, поскольку в департаменте разработок партнера работают очень известные специалисты, в свое время возглавлявшие исследования в крупнейших фармкомпаниях мира. Благодаря этому у Life Extension серьезная репутация. Известно, что на рынке БАДов легче оперировать недобросовестным компаниям, поскольку выпуск биологически активных добавок регулируется не так строго, как выпуск лекарственных средств. В то же время у продвинутых производителей БАДов благодаря более мягкому регулированию есть возможности выводить инновационные средства на рынок быстрее, чем фармкомпании. Поэтому Life Extension старается использовать в том числе инновационные методы создания новых препаратов. Как отметил первый вице-президент компании Эндрю Свик, он гордится тем, что его компания создала первый геропротектор, разработанный с участием искусственного интеллекта.

За первый месяц Ageless Cell вошли в четверку самых продаваемых препаратов Life Extension
За первый месяц Ageless Cell вошел в четверку самых продаваемых препаратов Life Extension
Фотография: Дмитрий Лыков

И неплохой потенциал

Условия сделки Insilico Medicine и Life Extension не разглашаются, но, по словам Алекса Жаворонкова, Insilico будет получать небольшой процент от выручки. При этом Insilico стала эксклюзивным партнером американской компании в разработке новых биомаркеров старения и новых продуктов, предсказанных с помощью ИИ. Жаворонков говорит, что работа с американским партнером очень интересна еще и потому, что постоянные клиенты Life Extension постоянно мониторят свое здоровье, с завидной периодичностью сдавая соответствующие анализы крови. Они анализируют свое состояние в связи с приемом тех или иных биодобавок. Insilico также имеет свою специальную программу, которая может проверять биологический возраст. «Мы сейчас обновили свой сайт Aging.ai, в основе которого лежат наши алгоритмы глубокого обучения, с помощью которых мы выявили некоторые маркеры старения, — рассказывает Евгения Счастная. — Любой человек может зарегистрироваться на сайте, внести туда данные своего анализа крови и посмотреть, насколько выданный результат соответствует реальному возрасту. К примеру, если он выше, то человеку стоит задуматься, не является ли это признаком какого-то заболевания. Кроме того, сайт можно использовать в качестве теста на прием нового препарата, например нашего геропротектора». Можно зафиксировать свое состояние до приема и, скажем, через три месяца или полгода и посмотреть, что меняется в состоянии организма.

magnifier.png В Insilico с помощью алгоритмов было выявлено около 800 молекул — так называемых лидов, которые потенциально перспективны в плане воздействия на торможение старения, увеличение продолжительности жизни, лечения различных заболеваний

Insilico Medicine продолжает свои исследования. Компания работает не только в партнерстве с Life Extension, но и, по словам Алекса Жаворонкова, с четырьмя компаниями из мировой бигфармы. Поскольку старение не является официально признанным заболеванием (по этому поводу ведутся многолетние дебаты), фармацевтические компании не могут выпустить пилюли именно от старения. Однако Insilico может вычислять эффективные действующие вещества для возрастзависимых заболеваний. И это уже интересно фарминдустрии.

Недавно в Insilico инвестировал известный миллиардер Джим Меллон, который посвятил уже два года своей жизни изучению тематики антистарения и написал книгу Juvenescence, в которой работе Insilico Medicine посвящена целая глава. Джим Меллон известен тем, что в свое время стал ранним инвестором компании Medivation, недавно приобретенной компанией Pfizer более чем за 14,5 млрд долларов. Будем надеяться, что и на этот раз Меллон угадал.

В апреле 2017 года Insilico Medicine вошла в топ-5 среди более 2000 компаний, занимающихся искусственным интеллектом, как разработчик с наибольшим потенциалом изменить, трансформировать мир (по версии NVIDIA, крупнейшего производителя микрочипов для ИИ).

Темы: Инновации

Еще по теме
В середине октября в Москве состоялся финал первого тура конкурса Gazprom neft SmartOil Contest на поиск способов исполь...