İlaç geliştirmede yeni dönem: Yapay zeka, doğada var olmayan antikorlar tasarladı

Yapay zeka alanında yaşanan sıçrama, farklı alanlarda da yeni sıçramalar tetiklemeye devam ediyor. Son aylarda yaşananlar, ilaç endüstrisinin de bunlardan biri olacağını gösteriyor. Nitekim bu alanda yapay zeka sayesinde önemli bir atılım daha gerçekleştirildi.

Hatırlarsanız Google DeepMind, AlphaFold projesiyle ilaç geliştirme alanında önemli bir kapı açmış ve araştırmacıların karmaşık biyolojik yapıları bilgisayar ortamında modellemesini sağlayan bir yapay zeka sunmuştu. Ancak bu modeller hâlâ mevcut proteinlerin analizine dayanıyordu; yani doğada hâlihazırda var olan yapıların kopyalanması ya da değiştirilmesiyle sınırlıydı. Washington Üniversitesi’nden Nobel ödüllü bilim insanı David Baker ve ekibi, bu sınırı ilk kez aşmayı başardı. Araştırma ekibi, yapay zekayı kullanarak, doğada hiçbir karşılığı olmayan antikorları atomik düzeyde doğrulukla tasarlamayı başardılar.

Çalışmanın merkezinde RFdiffusion adlı gelişmiş bir üretken yapay zeka modeli yer alıyor. RFdiffusion, antikorların yalnızca belirli bölgelerini değil, tamamını kendi başına tasarlayabiliyor. Bu, biyoteknolojide “de novo protein tasarımı” olarak bilinen bir süreci mümkün kılıyor. Mevcut yöntemler antikorların yalnızca tekil parçalarını optimize edebilirken, RFdiffusion tüm bağlanma bölgelerini baştan oluşturabiliyor. Bu bölgeler, antikorların virüs ya da toksin gibi hedef molekülleri tanımasını sağlayan karmaşık yapılar olduğundan, sistemin bunları sıfırdan üretebilmesi, biyolojik tasarımda bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.

Yapay Zekanın Ürettiği Antikorların Doğruluğu Test Edildi ve Doğrulandı

Yapay zekanın ürettiği bu yeni antikorların doğruluğu, kriyo-elektron mikroskobu (cryo-EM) ile atomik ölçekte test edildi. Elde edilen yapılar, bilgisayar modelleriyle neredeyse birebir örtüştü. Bazı bağlanma bölgelerinde sapmaların yalnızca 0.3 angström gibi son derece küçük düzeylerde olduğu bildiriliyor. Bu sonuçlar, yapay zekanın moleküler düzeyde hatasız tasarımlar yapabildiğini kanıtadı. Yapay zekanın tasarladığı antikorlar, Clostridium difficile toksini ve influenza hemaglütinini gibi zor hedeflere karşı da başarı gösterdi.

İlaç geliştirme konusunda devrim yaratabilecek bu teknolojinin ticarileşmesi de şimdiden başladı. David Baker’ın kurucu ortakları arasında yer aldığı Xaira Therapeutics, RFdiffusion ve türev modellerin kullanım haklarını alarak 1 milyar doların üzerinde yatırım topladı. Şirket, yapay zeka destekli antikor tasarımıyla ilaç geliştirme süresini yıllardan haftalara indirmeyi hedefliyor ki bu konuda yalnız değiller. Artık büyük ilaç firmaları da benzer yönde hareket ediyor. Bu yüzden yakın dönemde buna benzer çok daha fazla gelişme yaşanmasını bekleyebiliriz.