人工知能を世界で初めて活用し、特発性肺線維症治療薬の新たなメカニズムを発見

Insilico Medicine は、人工知能を使用して特発性肺線維症治療薬の新しいメカニズムを世界で初めて発見し、バイオテクノロジーと創薬の分野で多くの業界初の成果を上げています。

• ヒト細胞と動物モデルを用いた複数の実験で検証に成功し、AI を使用して開発された新しい薬物ターゲットと分子の有効性と安全性を実証しました。本日の画期的な進歩は、AI が科学的に検証され、候補化合物の前臨床研究に至るまで新薬開発に使用された業界で初めての事例となります。

• 新薬発見プロセスにおいて、AI を通じて生物学と化学を初めて組み合わせる: 歴史的に、新しいターゲットを発見し、新しい化合物を設計し、前臨床研究と臨床試験を通じてその有効性を検証するステップは、AI による新薬発見プロセスの別々の部分でした。

• Insilico の前臨床候補薬選択における画期的な進歩により、スピードと最低コストの新記録が樹立され、前臨床開発が大幅に加速、前進するとともに、医薬品開発コストが数百万ドルも節約されました。

Insilico Medicine は、人工知能と新薬開発において画期的な進歩を遂げました。初めて生物学と化学合成を組み合わせ、特発性肺線維症 (IPF) の治療のためのまったく新しいメカニズムを持つ新しい臨床薬候補を発見し、複数のヒト細胞および動物モデル実験を通じて検証に成功しました。 IPF は複数の臓器 (肺、肝臓、腎臓) に影響を及ぼす複数の疾患を伴いますが、この新薬の出現により、世界中の何万人もの人々に影響を与える幅広い未充足の医療ニーズに対応できる可能性があります。

IPF の原因は未だ不明であり、医学界もその病態についてまだ解明していません。この病気は主に散発性で、症状の発現から死亡までの患者の平均生存期間は 5 年以内です。

広範囲の肺線維症は肺がんの合併症を起こしやすく、末期には肺高血圧症も起こる可能性があります。 IPF の治療に現在使用されている薬剤は 30 年以上臨床使用されており、患者の 10% ～ 30% にしか効果がありません。病気の末期段階にある患者は生活の質を改善するために酸素療法に頼っているが、状況は楽観的ではない。

「適切な薬物標的を適切な疾患に結び付けることは、医薬品開発における最大の課題です」と、インシリコ・メディシンの創設者兼CEOであるアレックス・ザヴォロンコフ博士は述べています。「AIによって発見され、科学的に検証された初の前臨床医薬品候補（PCC）を達成するという本日のマイルストーンにより、インシリコ・メディシンは、医薬品発見におけるもう1つの大きなハードルを克服し、従来の医薬品発見プロセスのもう1つのボトルネックを、わずかなコストと時間で突破しました。」

AIが新薬発見の歴史を書き換える

標的の発見から前臨床候補薬の発明まで、Insilico は標的の発見、分子の生成と従来の実験による検証、IPF の有効性の確認、動物での安全性評価を 18 か月未満で達成し、総費用は約 180 万ドルでした。他の線維性疾患の有効性研究の総費用は約 80 万ドルで、合成およびテストされた小分子化合物は 80 種類未満でした。

従来の医薬品の発見は、数万の小分子の試験とスクリーニングから始まり、その後、数百の分子をさらに合成して試験し、前臨床研究に適した候補薬をいくつか取得します。最終的に人間の患者を対象とした臨床試験に合格できるのは、そのうちの約 1/10 だけです。このプロセスは時間がかかり、費用もかかる。平均で10年かかり、費用は数十億ドルかかる。

新薬の市場投入をさらに妨げるもう 1 つの障壁は、開発プロセス全体に含まれる多数の研究開発ステップ (それぞれ数億ドルの費用がかかる) が、多くの場合、断片化され、医薬品開発業界の異なる企業または異なる事業部門によって実施されることです。

「私たちは、世界初かつ唯一の統合型 AI 駆動型創薬システムの創始者およびリーダーとなり、創薬の歴史を書き換えています」と Zhavoronkov 博士は述べています。 「標的の発見から小分子化合物の設計、そして将来的には臨床試験結果の予測まで、医薬品開発のすべての領域を結び付ける初の汎用システムを作成することで、Insilico の AI プラットフォームは医薬品開発のあらゆる段階をサポートできるようになります。」

AIが特発性肺線維症治療薬の新たなメカニズムを発見する方法

Insilico Medicine は、人工知能を通じて線維症に関連する 20 の新しい潜在的ターゲットを特定することから研究を開始し、徐々に適応範囲を IPF に特化した新しいターゲットに絞り込んでいきました。

ターゲットが特定された後、Insilico は人工知能の化学生成システムを通じて新しい化合物のグループを設計し、この新しいターゲットを選択的に阻害しました。これらの分子は、優れた選択性、バイオアベイラビリティ、代謝安定性、経口投与特性、安全性、および医薬品特有の複数の高品質特性を備えている必要があります。これらの分子は当初、同社の生成化学人工知能システムChemistry42の構造ベース分子設計アルゴリズムによって生成され、細胞実験や動物モデル実験で有効性を示しました。

これらの実験データは人工知能システムにフィードバックされ、活性と薬剤としての適性を最適化するために新しい化合物のバッチが設計され、再度検証されます。

設計、合成、評価、最適化、再設計のサイクルを数回繰り返した後、前臨床候補化合物が特定されました。 Insilico の前臨床候補化合物は、線維症疾患分野の社内外の専門家による厳格な評価に合格し、前臨床研究段階に入っています。

さらに同社は人工知能を活用し、この新たなIPF標的と新たな分子の第2相臨床試験が成功する可能性が高いと予測した。 Insilicoは現在、2022年初頭に臨床試験を実施することを目標にIND申請実験を実施しています。

Insilico は、フェーズ II 以降の医薬品開発において製薬会社との協力を歓迎し、期待しています。

医薬品開発に関するホットな話題は、新しいターゲットが発見されたときや、新しい医薬品が臨床試験に入ったときなどに焦点が当てられることが多いですが、現在、イノベーションに最も適しており、ビジネスに最も大きな影響を与えているのは、ターゲットの発見と臨床開発の間です。

インシリコが歴史を創る

2019年、Insilicoは、わずか約15万ドルで、最初から最後まで21日間でまったく新しい分子を作成できる新薬発見AIシステムを発明し、発売することで歴史を築きました。標的発見の失敗率が約 95% であったため、Insilico は当時の業界における創薬の最大のボトルネックの 1 つを解決しました。 Insilico の AI ソフトウェアは、最新の AI 技術を使用して特定の特性を持つ新しい分子構造を迅速に生成する生成化学によって駆動されます。

創薬における生成的敵対ネットワーク (GAN) と生成的強化学習 (RL) AI 技術の使用を検討した最初の企業として、Insilico の AI ソフトウェアの成功は、業界に新しい臨床候補化合物の発見と生成を初めて成功させたことを科学的に実証したものです。

ザヴォロンコフ博士は次のように語っています。 「ディープラーニング革命のピークは、生成的敵対ネットワークが登場し、ディープラーニングシステムが画像認識で人間を超え始めた2014年に遡ります。同年、当社は設立されました。2016年には、ディープラーニングシステムがオミックスデータから新しい生物学的ターゲットを識別できることを実験的に検証しました。2017年から2019年にかけて、生成的人工知能が人間の細胞や動物で活性な新しい分子を発明し、設計できることを継続的に証明してきました。」

しかし、まだ大きな疑問が残っています。人工知能は、既知の阻害剤がなく、病気で検証されていない新しい標的に対する新しい分子を設計できるのでしょうか?私たちは現在、生物学と化学をうまく組み合わせ、新たな標的に作用する前臨床薬候補を選定し、それをヒト臨床試験に持ち込むことを目標としていますが、これは解決するには桁違いに複雑でリスクの高い問題です。

私の知る限り、これは人工知能が新たな標的を発見し、大規模な集団の疾患適応症に作用する前臨床の新薬候補を設計することに成功した初の事例です。これは私たちにとって重要な節目です。私たちの究極の「ムーンショット」は、人間の老化に対処することです。そのためには、他の慢性疾患における人間の生物学を理解し、制御するのに役立つ、より信頼性の高い AI テクノロジーが必要になります。 ”

さらに、Insilico は、さまざまな新薬ターゲットに対する創薬と開発を実行するために多額の資金援助を受けることになります。同社は自社開発のPharma.AIソフトウェアを使用して、製薬企業やバイオテクノロジー企業にターゲット発見および生成化学システムのサービスとサポートを提供しています。 PandaOmicsターゲット探索AIシステムはソフトウェアサービスとして提供可能であり、Chemistry42小分子生成化学プラットフォームは2020年9月から製薬ユーザーの現場にインストールされ展開されています。現在までに、世界最先端の製薬会社が当社のChemistry42分子生成・設計プラットフォームを採用し始めており、PandaOmicsはいくつかの有名な学術機関や製薬会社の薬物ターゲット発見部門に採用されています。

インシリコ社はまた、科学研究チームを拡大し続け、今年2月にインシリコ社に入社した最高科学責任者（CSO）のレン・フェン博士が率いる20名以上の上級医薬品開発者チームを上海に設立したことも発表した。以前は、メディシロン・バイオファーマシューティカルズの生物学・化学部門の上級副社長、およびGSKの化学部門のディレクターを務めていました。このチームは、AI によって発見された新薬プロジェクトを臨床試験に進め、幅広い前臨床/臨床医薬品ポートフォリオを作成する責任を負っています。

インシリコ・メディシンについて
Insilico Medicine が開発したソフトウェアは、生成的敵対ネットワーク (GAN)、強化学習 (RL)、その他の最新の機械学習技術を使用して、特定の特性を持つ新しい分子構造を生成します。 Insilico Medicine は、分子の生成、ターゲットの特定、臨床試験の結果の予測を行うソフトウェアも開発しています。同社は、独自のPharma.AIプラットフォーム（www.insilico.com/platform/）を通じてAI主導の創薬サービスとソフトウェアを提供することと、前臨床および臨床プロジェクトを独自に開発することという2つのビジネスモデルを統合しています。前臨床プロジェクトは、当社独自のプラットフォームを通じて新しい薬物ターゲットと新しい分子を探索することによって達成されます。 Insilico Medicine は 2014 年の設立以来、5,200 万ドル以上の資金を調達し、複数の業界賞を受賞しています。 Insilico Medicine は、100 件を超える査読済み論文も発表しており、25 件を超える特許を申請しています。