По мере того как ученые открывают лекарства, которые могут лечить коронавирусные инфекции, спрос почти наверняка превысит предложение — как это уже происходит с противовирусным ремдесивиром. Чтобы предотвратить дефицит, исследователи придумали новый способ разработки синтетических путей к лекарствам, которые сейчас тестируются в некоторых клинических испытаниях COVID-19, с использованием программного обеспечения искусственного интеллекта (ИИ). Запланированные ИИ новые рецепты — пока что для 11 лекарств — могут помочь производителям производить лекарства, синтез которых строго охраняется коммерческой тайной. А поскольку в новых методах используются дешевые, легкодоступные исходные материалы, лицензированные поставщики лекарств могут быстро нарастить производство любых многообещающих препаратов.

«Если вы собираетесь поставлять лекарство всему миру, ваши исходные материалы должны быть дешевыми и такими же доступными, как сахар», — говорит Даниэль Шульц, химик из Merck. Новый метод, опубликованный в виде препринта на этой неделе, «действительно хорош», — говорит она. «Я впечатлена скоростью, с которой исследователи смогли найти новые решения для изготовления существующих лекарств».

Патенты дают фармацевтическим компаниям право быть единственным поставщиком нового лекарства в данной стране, как правило, в течение 20 лет. После того, как лекарство перестанет действовать по патенту, другие компании могут производить и продавать его как дженерик. Метод изготовления лекарства часто является секретным, чтобы препятствовать конкуренции даже после истечения срока действия патента. Но COVID-19 все изменил, говорит Шульц. «Мы живем в то время, когда все под рукой».

В настоящее время доказано, что только два лекарства — ремдесивир и дексаметазон — борются с COVID-19. Это привело к дефициту предложения для обоих. 4 августа генеральные прокуроры из 34 штатов США написали федеральным чиновникам письма, в которых они назвали поставки ремдесивира «опасно ограниченными» и призвали предоставить штатам «права на выезд» за нарушение патентов владельца Gilead Sciences. Такие права позволили бы штатам работать со сторонними производителями для дополнительных поставок препарата.

Чтобы предотвратить сокращение поставок в будущем, химик из Мичиганского университета Тимоти Чернак и его коллеги обратились к коммерческой программе искусственного интеллекта синтеза лекарств под названием Synthia. Программное обеспечение может помочь производителям фармацевтических препаратов найти наиболее эффективную и экономичную стратегию синтеза лекарств, большинство из которых представляют собой довольно сложные молекулы, которые можно построить множеством способов — подобно тому, как художник может наносить мазки кистью в бесконечных комбинациях, чтобы нарисовать один и тот же пейзаж. «Это больше возможностей, чем может постичь человеческий разум», — говорит Чернак.

Чернак и его коллеги изучили исследовательскую и патентную литературу, чтобы найти способы синтезировать 12 лекарств, которые сейчас проходят испытания в качестве терапии COVID-19, включая ремдесивир. Затем они запрограммировали Synthia на поиск новых синтетических решений. Они ограничили свой поиск вариантами, в которых использовались дешевые исходные материалы в большом количестве, не требовались дорогие катализаторы или оборудование, и которые могли производить лекарства в килограммах.

В конце концов, программное обеспечение нашло новые решения для создания 11 из 12 соединений, включая генерические противовирусные препараты умифеновир и фавипиравир, сообщают на этой неделе исследователи в препринте ChemRxiv, не прошедшем экспертную оценку. Программа искусственного интеллекта предложила четыре различных способа синтеза умифеновира, например, в одном случае с более дешевыми исходными материалами, чем те, которые используются в настоящее время. «За ту же сумму денег или меньше мы можем производить эти лекарства из разных исходных материалов», — говорит Чернак. «Единственным промахом был ремдесивир: программа не смогла предложить другого решения, кроме как Gilead», — говорит он.

Чернак говорит, что он и его команда зарегистрировали патенты на все свои новые синтетические маршруты. Но их цель не в получении прибыли. Вместо этого они хотят передать лицензию на свои производственные методы одной или нескольким фармацевтическим компаниям, чтобы обеспечить адекватные поставки и низкие цены. Теперь, добавляет он, они ждут и смотрят, окажется ли какой-либо из препаратов эффективным в клинических испытаниях.