Ученые Волгоградского государственного медицинского университета создали нейросеть с уникальной архитектурой, которая позволяет создавать принципиально новые лекарственные препараты, эффект которых обусловлен одновременным воздействием на совокупность белков-мишеней, что невозможно сделать с помощью большинства существующих программ. Система анализирует структурные формулы химических соединений и определяет, какие из них могут стать основой для препаратов против тревоги или опасных бактерий, таких как устойчивый к ряду распространенных антибиотиков штамм золотистого стафилококка, - пишет научно-популярное издание «Машины и механизмы».
Для создания нового лекарства необходимо изучить, как химическое вещество взаимодействует с различными белками-мишенями в организме. Большинство современных препаратов воздействуют не на одну, а сразу на несколько таких мишеней. Ученые Волгоградского государственного медицинского университета разработали нейросеть принципиально новой архитектуры, которая прогнозирует эффективность будущих лекарств, учитывая именно эту комплексность. Система анализирует структурные формулы химических соединений и определяет, какие из них могут стать основой для препаратов против тревоги или опасных бактерий, таких как золотистый стафилококк.
Новая система сначала рассчитывает силу взаимодействия каждого вещества с десятками биологических мишеней по всему их объему, формируя детальный энергетический профиль соединений. Затем специальный алгоритм, имитирующий работу нейронных сетей мозга, производит свертку полученных признаков и преобразует весь массив информации в компактную векторную метрику аффинности. На основе значений этой метрики нейросеть делает вывод о потенциальной эффективности конкретного вещества в качестве успокоительного или антибиотика.
Точность системы уже проверена экспериментально на двух принципиально разных задачах, что доказывает ее универсальность. При поиске потенциальных успокоительных (анксиолитических) препаратов она показала точность 68,3%. Для поиска соединений, активных против опасной бактерии – золотистого стафилококка, точность оказалась еще выше – 90,5%. Разницу ученые объясняют фундаментальным отличием в механизмах действия: тревога регулируется сложной сетью мишеней в мозге, тогда как антибактериальный эффект часто имеет более конкретную биохимическую природу. Важно, что одна и та же нейросетевая архитектура успешно справилась с обеими задачами, доказав свою способность находить закономерности в разных областях фармакологии.
Подробности – на сайте научно-популярного журнала «Машины и механизмы».
Также в новой статье на сайте:
Синоптики говорят, что в этом году март станет месяцем контрастов и климатического противостояния, но все равно 20-градусных морозов уже не будет. Зато обязательно будет новый номер «ММ»! В этом выпуске: странная культурная пропасть между людьми, которая несет одним жизнь, а другим смерть. Кто на самом деле изобрел легендарную швейную машинку «Зингер» и как поместить весь мир в одной картине. Станет известно, как не платить за электричество и что посмотреть во время путешествия по России. Читателей ждет увлекательная космическая игра в прятки и знакомство с гениями-двоечниками.
