Исследователи компании Anthropic использовали модель искусственного интеллекта Claude для создания специальных мини-белков, так называемых биндеров (binders), направленных против нейротоксинов в яде скорпионов. Согласно техническому отчёту, всего за несколько дней модель спроектировала молекулы, физически связывающиеся с токсинами и потенциально способные стать основой нового поколения противоядий.
Ежегодно в мире регистрируется более 1,2 миллиона случаев ужаления скорпионами, которые приводят к смерти примерно 3 250 человек, преимущественно детей с ограниченным доступом к медицинской помощи. Существующие противоядия в основном производят путём иммунизации лошадей и выделения антител из их крови. Этот процесс длительный, дорогостоящий и ограничен географически, что является одной из причин, по которым отравление ядом скорпионов относится к забытым тропическим болезням.
Чтобы решить эту проблему и изучить потенциал ИИ в разработке лекарств, исследовательская группа поручила Claude создать биндеры против пяти различных нейротоксинов, обнаруживаемых в яде скорпионов из Мексики, Бразилии, Северной Африки и Ближнего Востока. Эти нейротоксины блокируют натриевые каналы в нервных клетках человека, что может приводить к сердечной недостаточности и скоплению жидкости в лёгких. Задача ИИ заключалась в создании молекулы, которая могла бы «поймать» токсин до того, как он достигнет нервной клетки.
В течение 64 часов после получения первоначального запроса Claude работал с высокой степенью автономности: использовал 12 различных инструментов проектирования, сгенерировал 318 484 варианта белков и с помощью структурного моделирования отобрал 180 лучших кандидатов для заключительного этапа тестирования. Позднее исследовательская группа совместно с Claude добавила к этому списку ещё 31 вариант.
Все 211 отобранных вариантов были протестированы в реальных лабораторных условиях партнёрскими организациями Adaptyv Bio и Twist Bioscience. Семнадцать вариантов соответствовали строгим критериям и продемонстрировали прочное связывание с целевыми токсинами. Два наиболее эффективных биндера, выявленных в ходе исследования, — Cn2-B1 и Cn2-B2 — были разработаны против яда мексиканского скорпиона. Их способность связываться с токсином оказалась сопоставимой с показателями лучших антител, применяемых для нейтрализации этого яда у мышей.
Несмотря на впечатляющие лабораторные результаты, авторы исследования подчёркивают, что это лишь первый этап. Прежде чем мини-белок сможет стать полноценным лекарственным препаратом, необходимо испытать его на живых клетках (in vitro) и животных (in vivo), чтобы подтвердить его способность действительно нейтрализовать яд. Кроме того, препарат должен быть безопасным, стабильным и финансово доступным для регионов, где случаи ужаления скорпионами встречаются наиболее часто.
По оценкам независимых экспертов, биндеры, спроектированные ИИ за несколько дней и подтверждённые лабораторными испытаниями в течение нескольких недель, свидетельствуют о потенциальном изменении парадигмы в фармацевтической отрасли. Чтобы ускорить дальнейшие исследования, учёные открыли публичный доступ ко всем 211 разработанным вариантам и соответствующим лабораторным данным.
