นักวิจัยใช้ AI เพื่อค้นหาการใช้ยาที่มีอยู่ใหม่ ๆ

รูปภาพ CMB / Getty

ประเด็นที่สำคัญ

• การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาปัญญาประดิษฐ์เพื่อค้นหาการใช้ยาใหม่ ๆ ที่มีอยู่ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการนำยากลับมาใช้ใหม่
• การใช้ยาซ้ำสามารถลดกรอบเวลาที่มักใช้ในการได้รับการอนุมัติสำหรับยาใหม่และลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบความปลอดภัยของยาใหม่
• กระบวนการนี้ได้ถูกนำมาใช้เพื่อเร่งการพัฒนายาที่เกี่ยวข้องกับ COVID-19 แล้ว

งานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่เมื่อต้นเดือนนี้โดยมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ (OSU) แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จโดยใช้วิธีการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อตรวจสอบว่าสามารถนำยาบางชนิดมาใช้ใหม่ได้หรือไม่ กระบวนการที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นนี้เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญเนื่องจากสามารถระบุผู้สมัครยาที่อาจถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อรักษาโรคต่างๆได้เร็วขึ้นตามรายงานที่ตีพิมพ์ในNature Machine Intelligenceในวันที่ 4 มกราคม

“ งานนี้แสดงให้เห็นว่าปัญญาประดิษฐ์ (AI) สามารถใช้ในการ 'ทดสอบ' ยากับผู้ป่วยได้อย่างไรและเร่งการสร้างสมมติฐานและอาจเร่งการทดลองทางคลินิกได้เร็วขึ้น "ผิงจางนักวิจัยอาวุโสผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านคอมพิวเตอร์ วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมและข้อมูลทางชีวการแพทย์ที่ OSU กล่าวในข่าวประชาสัมพันธ์“ แต่เราจะไม่แทนที่แพทย์โดยแพทย์จะตัดสินใจใช้ยาเสมอ”

แน่นอนว่าการใช้ยาซ้ำไม่ใช่เรื่องใหม่ ตัวอย่างเดียว? การฉีดโบท็อกซ์ซึ่งได้รับการอนุมัติเป็นครั้งแรกในการรักษาตาข้ามถูกนำไปใช้ในการรักษาไมเกรนและเพื่อความงามเพื่อลดเลือนริ้วรอย การศึกษาของ OSU มุ่งเน้นไปที่การใช้ยาซ้ำเพื่อป้องกันภาวะหัวใจล้มเหลวและโรคหลอดเลือดสมองในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดหัวใจ แต่พิสูจน์แล้วว่ากรอบนี้สามารถใช้ได้กับโรคส่วนใหญ่

การใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการศึกษาจะช่วยเร่งกระบวนการที่ได้รับการออกแบบมาแล้วเพื่อลดกรอบเวลาที่ต้องใช้ในการอนุมัติยาใหม่ ๆ ตามข้อมูลของ National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS)

“ ตัวแทนจำนวนมากที่ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานอื่น ๆ ได้รับการทดสอบในมนุษย์แล้วดังนั้นจึงมีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเภสัชวิทยาการกำหนดสูตรและความเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้น” เว็บไซต์ NCATS กล่าว “ เนื่องจากการนำกลับมาใช้ใหม่สร้างขึ้นจากความพยายามในการวิจัยและพัฒนาก่อนหน้านี้การบำบัดผู้สมัครใหม่อาจพร้อมสำหรับการทดลองทางคลินิกได้อย่างรวดเร็วโดยเร่งการทบทวนโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาและหากได้รับการอนุมัติการรวมเข้ากับการดูแลสุขภาพ”

การใช้ยาซ้ำยังสามารถลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบความปลอดภัยของยาใหม่ได้ตามข่าวประชาสัมพันธ์

สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับคุณ

ในอนาคตด้วยความช่วยเหลือของ AI การใช้ยาซ้ำอาจเป็นกระบวนการที่รวดเร็วและคล่องตัวมากขึ้น การอนุมัติยาเช่น remdesivir สำหรับ COVID-19 อาจเป็นกระบวนการที่รวดเร็วกว่า

มีการระบุยาเสพติดสำหรับการนำกลับมาใช้อย่างไร?

ก่อนที่จะเจาะลึกถึงประโยชน์ของการใช้ยาซ้ำ Zhang และผู้ร่วมวิจัยของเขาในการศึกษา OSU ยืนยันว่า“ มาตรฐานทองคำ” ในการทดสอบยายังคงเป็นการทดลองทางคลินิกแบบสุ่มเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของยาต่อโรค

“ [แต่] แมชชีนเลิร์นนิงสามารถอธิบายถึงความแตกต่างของมนุษย์หลายร้อยหรือหลายพันคนภายในประชากรจำนวนมากซึ่งอาจมีผลต่อการทำงานของยาในร่างกาย” รายงานข่าวเผยแพร่ “ ปัจจัยเหล่านี้หรือสิ่งที่ทำให้สับสนตั้งแต่อายุเพศและเชื้อชาติไปจนถึงความรุนแรงของโรคและการปรากฏตัวของความเจ็บป่วยอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์ในอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์การเรียนรู้เชิงลึกซึ่งใช้กรอบการทำงานนี้”

ขั้นตอนในการระบุยาเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่เกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการแรกที่พัฒนา "การทดสอบ" ซึ่งเป็นกระบวนการที่จะช่วยให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของสารประกอบ Pek Lum, PhD, ผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ Auransa ซึ่งเป็น บริษัท ยาที่ขับเคลื่อนด้วย AI กล่าว ดีมาก.

“ ไลบรารีของสารประกอบที่เปิดตัวไปแล้ว (อาจมีจำนวนนับหมื่นตัว) ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้จะได้รับการคัดกรอง (ทดสอบ) เพื่อประสิทธิภาพโดยใช้การทดสอบ” Lum อธิบาย “ เมื่อระบุยาที่นำกลับมาใช้ใหม่ผ่านหน้าจอแล้วจะมีการทดสอบเพิ่มเติมในห้องปฏิบัติการเพื่อหาประสิทธิภาพในการใช้ที่เสนอ ในบางกรณีหากสารประกอบดังกล่าวได้รับการทดสอบก่อนหน้านี้ในการทดลองทางคลินิกที่มีข้อมูลด้านความปลอดภัยที่ยอมรับได้สำหรับการบ่งชี้ที่คล้ายกันหรือในกรณีฉุกเฉินเช่นการแพร่ระบาดก็สามารถเข้าสู่การทดลองทางคลินิกได้โดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องแสดงสัตว์ก่อนการรักษา ปลอดภัยอีกครั้ง”

ในขณะที่ยาที่นำกลับมาใช้ใหม่จะยังคงต้องผ่านการทดลองทางคลินิกเพื่อแสดงประสิทธิผลในการใช้ใหม่ Lum กล่าวว่าการใช้ยาซ้ำเป็นวิธีที่มีประโยชน์มากในการเริ่มโครงการยา "เนื่องจากสามารถตัดทอนหลายขั้นตอนที่จำเป็นหรืออย่างน้อยที่สุด เราควรจะสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับยาที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ผ่านข้อมูลที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ "

การเปลี่ยนชื่อ COVID-19

หากคุณสงสัยว่าสามารถใช้ยาซ้ำเพื่อเร่งกระบวนการป้องกันและรักษา COVID-19 ได้หรือไม่คำตอบคือใช่และมีอยู่แล้ว

“ ความพยายามในการระบุยาที่เปิดตัวแล้วซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับ COVID-19 เริ่มต้นในช่วงต้นของการระบาด” Lum กล่าว “ ห้องปฏิบัติการเริ่มทดสอบยาต้านไวรัสโควิด -19 ที่รู้จักกันดีอยู่แล้ว [โดยใช้กระบวนการคัดกรอง] ดังกล่าวข้างต้น ตัวอย่างเช่น remdesivir ได้รับการทดสอบและแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการตรวจและการทดลองที่เกี่ยวข้องกับ COVID-19 เพื่อทดสอบว่ามีการเคลื่อนไหวเร็วมาก”

สตีเฟนที. ซี. Wong, PhD, ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์, เวชศาสตร์ระบบและวิศวกรรมชีวภาพด้านเนื้องอกวิทยาที่ Houston Methodist Research Institute เห็นด้วยและเสริมว่า Remdesivir เป็นยาที่ออกแบบมาเพื่อต่อสู้กับอีโบลา

“ ตัวอย่างนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ AI ที่ซับซ้อนเนื่องจากสถานการณ์ฉุกเฉินของ COVID-19 จำเป็นต้องมีการดำเนินการที่รวดเร็วและทันท่วงที แต่ก็ยังคงเป็นไปตามสี่ขั้นตอนในการเปลี่ยนตำแหน่งยา” Wong กล่าวกับ Verywell

AI ช่วยอย่างไร?

หว่องชี้ให้เห็นว่า AI ครอบคลุมช่องว่างในการค้นหาผู้สมัครยามากกว่านักวิจัยหรือแพทย์แต่ละคน

“ ในระดับมหภาค AI สามารถช่วยระบุเวลาและปริมาณที่เหมาะสมในการบริหารยาที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ” เขากล่าว “ ตัวอย่างเช่นจากการขุดเวชระเบียนอิเล็กทรอนิกส์ AI สามารถระบุ ‘ลายเซ็น’ ของผลลัพธ์ที่ไม่ดีตามระยะเวลาของการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและเป็นแนวทางในการกระจายทรัพยากร (เช่นเครื่องช่วยหายใจ) และระยะเวลาในการใช้วิธีการรักษาที่แตกต่างกัน”

ในระดับจุลภาค "AI สามารถช่วยทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารชีวโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับสาเหตุของโรคและการรักษาทำให้เกิดการจับคู่ระหว่างยาที่เปลี่ยนตำแหน่งและโปรตีนเป้าหมายได้ดีขึ้นและระบุผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นได้" Wong กล่าว

โดยรวมแล้วความสำคัญของ AI หว่องกล่าวว่าสามารถกวาดพื้นที่ค้นหาของผู้สมัครยาเกินความสามารถของมนุษย์ตลอดจน "วิเคราะห์และหาปริมาณ" ข้อมูลที่สามารถนำไปสู่การตัดสินใจที่ดีขึ้นและการปรับตำแหน่งยาเพื่อปรับปรุงสุขภาพของมนุษย์