Пробивният изкуствен интелект на Basecamp Research безпроблемно редактира генома, лекува рак и създава нови антибиотици

Компанията Basecamp Research представи първите в света модели с изкуствен интелект, способни да програмират вмъкването на гени – прецизно вмъкване на големи ДНК фрагменти в определени области на генома. Моделът EDEN, обучен върху гигантска база данни за еволюцията, „разбира“ езика на ДНК и проектира молекулярни инструменти за тази задача. Това ще позволи да се създадат например CAR-T клетки срещу рака и нови антибиотици за борба с резистентните инфекции.

Програмираното вмъкване на гени представлява поставяне на големи терапевтични ДНК последователности на точно определени места в човешкия геном. Съществуващите подходи, включително CRISPR, позволяват само малки промени и увреждат ДНК. Basecamp Research за първи път показа, че изкуственият интелект може да проектира ензими за по-прецизно вмъкване на гените.

Платформата aiPGI, изградена на базата на еволюционните модели EDEN, е обучена на „езика на ДНК“ и моделите на еволюцията. Моделите получават като входни данни само целевия участък от генома и създават активни протеини за вмъкване, за да го модифицират. ИИ планира последователността на действията, проверява резултатите и коригира алгоритъма, ако е необходимо, като осигурява точно и безопасно редактиране на ДНК.

Учените от Basecamp Research вече са вмъкнали терапевтични ДНК участъци в повече от 10 000 места в различни геноми, включително в генома на първични човешки Т-клетки. По този начин са създадени CAR-T клетки с висока противотуморна активност: в лабораторни експерименти те убиват над 90% от раковите клетки.

Моделите EDEN са използвани и за създаване на библиотека от нови антимикробни пептиди, 97% от които показват активност при лабораторните тестове. Най-ефективните молекули се справят с мултирезистентните „супербактерии“. Това може да доведе до нови инструменти в борбата с глобалната криза на лекарствената резистентност.

EDEN е обучен с помощта на над 10 трилиона токена еволюционна ДНК, събрани в продължение на пет години от 150 места в 28 държави и пет континента. Най-големият модел е обучен на клъстер от повече от 1000 графични процесора NVIDIA Hopper и използва ускорение чрез библиотеките NVIDIA BioNeMo. Мащабът му е сравним с моделите на ниво GPT-4 и е сред най-интензивните в изчислително отношение биологични модели, създавани някога.

Разработката на моделите EDEN и платформата aiPGI е извършена съвместно с NVIDIA. Компанията Basecamp Research също така привлече инвестиция от звеното за рисков капитал на NVIDIA, NVentures, преди кръга на финансиране от серия С. Тези средства ще помогнат за ускоряване на по-нататъшните изследвания.

„Вярваме, че сме в началото на голямо разширяване на възможностите за пациентите с рак и генетични заболявания“, казва Джон Фин, главен научен директор на Basecamp Research. „Като използваме изкуствен интелект за проектиране на терапевтичния ензим, се надяваме да ускорим разработването на лекарства за хиляди нелечими заболявания, което потенциално може да промени живота на милиони хора.“