AIによる新薬開発の革命 第3部: 新規タンパク質の設計

核心概念

AIモデルを使って、これまでにない新規タンパク質を設計することで、新薬や新しいワクチンの開発が可能になりつつある。

要約

本記事は、AIが新薬開発に及ぼす影響について3部構成の第3部である。
第1部では、AIを使った臨床試験の高速化と効率化について説明した。第2部では、既存薬の新用途探索にAIが活用されていることを紹介した。
第3部では、AIモデルを使って全く新しいタンパク質を設計する取り組みについて解説している。
具体的には、OpenAIのDALL-Eなどのテキストから画像を生成するAIモデルの技術を応用し、これまでにない新規タンパク質構造を生成することができるようになってきた。これらの人工設計タンパク質は、新薬や新ワクチンの開発につながる可能性がある。
ワシントン大学のグループは、AIで設計した新規タンパク質がCOVID-19ワクチンとして海外で承認されている。また、Absci社は炎症性腸疾患の新薬候補を開発中で、2025年の臨床試験開始を目指している。
さらに、タンパク質の結合ポケットを予測するAIモデルの開発も進んでおり、これにより「不可能」とされていた標的タンパク質への新薬開発も期待できるようになってきた。
このように、AIを活用したタンパク質設計技術の進歩により、新薬開発のスピードと効率が大幅に向上する可能性がある。従来の新薬開発プロセスでは5年半かかり1億ドルもかかっていたものが、2年で1500万ドルで実現できるようになるという試算もある。

統計

新薬開発に要する期間が5年半から2年に短縮される可能性がある
新薬開発コストが1億ドルから1500万ドルに削減される可能性がある

引用

「初めて、AIシステムが数秒で、高度に現実的なタンパク質構造を制御可能な方法で生成できるようになった」(Namrata Anand博士)
「従来の100万ドルを1つの薬剤に投資するのではなく、5～10の薬剤に投資し、より早期に臨床試験に進めることができるようになる」(Sean McClain CEO)

抽出されたキーインサイト

AI's Drug Revolution, Part 3: Making Proteins From Scratch

by Sarah 場所 www.medscape.com 09-11-2024

https://www.medscape.com/viewarticle/ais-drug-revolution-part-3-making-proteins-scratch-2024a1000gim

深掘り質問

AIによるタンパク質設計技術の発展により、これまで「不可能」とされていた標的タンパク質への新薬開発が可能になる可能性はどのようなものか。

AIによるタンパク質設計技術の進展は、これまで「不可能」とされていた標的タンパク質への新薬開発に革命的な可能性をもたらしています。特に、AIは「クリプティックポケット」と呼ばれる、従来の技術では見つけにくい薬剤結合部位を特定する能力を持っています。グレゴリー・ボウマン博士の研究によると、AIを用いたシミュレーションにより、がん関連タンパク質の構造におけるクリプティックポケットの位置を予測することができ、これにより新たな治療法の開発が期待されています。さらに、AIはデノボ設計を通じて、全く新しいタンパク質を迅速に生成することが可能であり、これにより従来の薬剤開発プロセスを大幅に短縮し、コストを削減することができます。これにより、難治性の疾患や「ドラッグアブル」でないとされていた標的に対しても新薬の開発が現実のものとなるでしょう。

AIによる新薬開発の加速は、製薬業界に何らかの倫理的な懸念を生み出す可能性はないか。

AIによる新薬開発の加速は、製薬業界にいくつかの倫理的な懸念を引き起こす可能性があります。まず、AIが生成するタンパク質や抗体の安全性と有効性に関する懸念があります。AIモデルが設計した新しい分子が、予期しない副作用を引き起こすリスクがあるため、徹底した臨床試験が必要です。また、AIによるデータの利用に関しても、プライバシーやデータの偏りに関する問題が生じる可能性があります。さらに、AIが新薬開発のプロセスを効率化することで、製薬企業が利益を追求するあまり、患者の健康や福祉を軽視するリスクも考えられます。これらの倫理的な懸念に対処するためには、透明性のあるプロセスと厳格な規制が求められます。

AIによるタンパク質設計技術の進歩は、医療分野以外にどのような応用可能性があるだろうか。

AIによるタンパク質設計技術の進歩は、医療分野以外にも多くの応用可能性を秘めています。例えば、環境科学においては、AIを用いて新しい酵素を設計し、バイオレメディエーション（生物による環境浄化）に役立てることができます。特定の汚染物質を分解する能力を持つタンパク質を設計することで、環境保護に寄与することが期待されます。また、食品産業においては、AIを活用して新しい風味や栄養価を持つタンパク質を開発することが可能です。さらに、化学産業では、AIによるタンパク質設計を通じて新しい触媒を開発し、化学反応の効率を向上させることができるでしょう。このように、AIによるタンパク質設計技術は、医療分野を超えて多岐にわたる産業での革新を促進する可能性があります。