AI pomaga przyspieszyć proces odkrywania nowych leków

Molecule.one – warszawska spółka tworząca oparte na algorytmach sztucznej inteligencji oprogramowanie do planowania syntezy chemicznej, które znacznie przyśpiesza powstawanie nowych leków – zebrała niedawno 4,6 miliona dolarów w ramach rundy inwestycyjnej seed. Firma była też jednym ze startupów wyróżnionych podczas czwartej edycji InCredibles, programu mentoringowego Sebastiana Kulczyka. Z rozwiązania Molecule.one korzystają już między innymi naukowcy z University of Oslo, duńskich University of Copenhagen oraz Aalborg University, Massachusetts Institute of Technology, czy Instytutu badawczego MILA w Montrealu.

Głównym inwestorem polskiej spółki został fundusz Atmos Ventures, a udział we wspomnianej rundzie wzięli też inni czołowi inwestorzy z Europy i Stanów Zjednoczonych: AME Cloud Ventures, Cherubic Ventures, Firlej Kastory, Inventures, a także Luminous Ventures. Dołączył do niej również Sunfish Partners – inwestor fazy pre-seed – wraz z kilkoma znaczącymi inwestorami indywidualnymi, wśród których jest m.in. dr Sebastian Guth, prezes koncernu Bayer Pharmaceuticals w regionie Ameryki Północnej i Południowej.

„Naszą misją jest przyspieszenie procesu odkrywania nowych leków poprzez radykalną poprawę przewidywalności reakcji chemicznych” – skomentował dr Piotr Byrski, prezes zarządu i współzałożyciel Molecule.one. „W tej rundzie mamy zamiar przedstawić naszą ofertę szerszemu gronu odbiorców, a także umocnić naszą pozycję jako twórców najdokładniejszego i najbardziej godnego zaufania rozwiązania do planowania syntezy chemicznej w oparciu o AI”.

Z kolei w efekcie programu InCredibles, firma Molecule.One została zaproszona przez Elizę Kruczkowską, Chief Innovation Officer w Polskim Funduszu Rozwoju, do rozmów i negocjacji z funduszem PFR Life Science specjalizującym się w biotechnologii. Michał Kramarz, reprezentujący Google for Startups, zaproponował startupowi bezpośredni mentoring z perspektywy wsparcia technologicznego oraz zaprosił go do współpracy w ramach przygotowywanego właśnie projektu medical i health-tech, a Sebastian Kulczyk (Manta Ray Ventures) do dalszych rozmów. Także dzięki udziałowi w InCredibles, spółka otrzymała szansę pokazania się na prestiżowych konferencjach, takich jak European Tech & Start-up Days, Business Insider Global Trends Festival czy Master & Robots.

Oprogramowanie umożliwiające szybsze wdrażanie leków na rynek

Molecule.one jest twórcą pierwszego w pełni opartego o dane i sztuczną inteligencję oprogramowania wspierającego proces planowania syntez chemicznych. Startup udostępnia je, w ramach “synthetic accessibility screening”, wszystkim badaczom i zespołom naukowym pomagającym w walce z koronawirusem. Poprzez zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, rozwiązanie to może mieć wpływ na życie i zdrowie miliardów ludzi na całym świecie. Zautomatyzowanie procesu syntezy umożliwia bowiem znacznie szybsze wdrażanie nowych leków na rynek –  być może także leku na COVID-19.

Firma skupia się w szczególności na implementacji swojej technologii we współpracy z przedsiębiorstwami farmaceutycznymi i biotechnologicznymi, które pracują nad odkrywaniem nowych leków małocząsteczkowych. Przewiduje się, że do 2025 roku rynek odkrywania takich leków osiągnie wartość 50 miliardów dolarów. Od początku 2020 roku spółka współpracowała z kilkoma dużymi przedsiębiorstwami farmaceutycznymi oraz organizacjami zajmującymi się odkrywaniem leków w oparciu o AI w celu wspólnej oceny, czy ich potencjalne cząsteczki można wytworzyć w laboratorium, i jak to zrobić.

Jak to działa w praktyce?

Obecne metody generowania struktur potencjalnych kandydatów na lek nie są doskonałe i często wygenerowane cząsteczki są trudne, bądź niemożliwe do zsyntetyzowania, o czym zespół dowiaduje się zbyt późno. Jak wskazują eksperci Molecule.one, problem ten rozwiązuje moduł synthetic accessibility screening z platformy ich autorstwa, który daje możliwość oceny do 10 tys. związków na godzinę pod kątem możliwości syntezy (SAS Score) oraz ilości niezbędnych kroków do wykonania. Informacje te pozwalają odfiltrować z dziesiątek tysięcy molekuł te najbardziej obiecujące i na nich skupić swoją uwagę oraz energię na dalszych etapach prac.

Przeszukiwane przez sztuczną inteligencję dane pochodzą z publicznie dostępnego rejestru patentów. Znajduje się w nich ogromna ilość przykładowych reakcji chemicznych. Co prawda zapisanych językiem naturalnym, ale specjaliści Molecule.one potrafią odpowiednio „oczyścić” te informacje i stale aktualizować bazę o nowe patenty.

Po wysłaniu do systemu informacji na temat związków chemicznych, uruchomiony zostaje zespół zaawansowanych algorytmów, bibliotek cheminformatycznych i modeli machine learningowych. Rozpoczyna się proces analizy, weryfikacji i projektowania. W krótkim czasie powstaje odpowiedź na pytanie, jak trudno zrobić daną cząsteczkę i ile wymaganych jest do tego kroków. Takie podejście pozwala na dużo szybsze uzyskanie informacji i skupienie się na najbardziej obiecujących cząsteczkach, przekonują specjaliści reprezentujący startup.

Jak to się zaczęło?

Pomysłodawcy platformy Molecule.one to Paweł Włodarczyk-Pruszyński i Piotr Byrski – jeszcze całkiem do niedawna studenci chemii, matematyki i medycyny oraz laureaci olimpiad chemicznych (na poziomie międzynarodowym), matematycznych i ekonomicznych. Byli także konsultantami, działającej w Instytucie Chemii Organicznej, grupy badawczej, która zajmowała się właśnie próbami automatyzacji syntezy związków chemicznych. Obaj panowie zdecydowali się jednak skupić na pracy nad własnym pomysłem, wykorzystującym rozwiązania z zakresu sztucznej inteligencji oraz stosunkowo nowe i niszowe architektury jakimi są modele grafowe, umożliwiające generowania syntez. Tym samym połączyli kompetencje informatyczne z chemicznymi.

Pierwsze prace ruszyły w 2018 roku, a już rok później Molecule.one znalazł się w finałowej dwudziestce najlepszych startupów z całego świata biorących udział w turnieju Startup Battlefield, który odbywa się podczas prestiżowego w świecie startupów wydarzenia TechCrunch w amerykańskim San Francisco. Dodajmy, że warszawski startup znalazł się tam jako pierwszy w historii zespół z Europy Środkowo-Wschodniej.

Plany na przyszłość

Jak wskazują przedstawiciele firmy, pozyskana niedawno kwota 4,6 miliona dolarów, pozwoli powiększyć zespół Molecule.One (obecnie tworzy go 13 osób) w celu dalszego doskonalenia platformy AI – planowane jest prowadzenie własnych eksperymentów laboratoryjnych, które pozwolą na rozszerzenie prognozy o dodatkowe dane. Ponadto środki finansowe umożliwić mają rozwinięcie zdolności firmy do obsługi większej liczby partnerów zarówno w sektorze farmaceutycznym, jak i biotechnologicznym.

Warszawska spółka planuje również otwarcie nowych placówek w Stanach Zjednoczonych oraz Zachodniej Europie i aktywnie poszukuje specjalistów w dziedzinach uczenia maszynowego, tworzenia oprogramowania, chemii organicznej, sprzedaży, a także budowania relacji z klientami.

„Wierzymy, iż Molecule.one jest w stanie nie tylko przyspieszyć proces odkrywania nowych leków, ale też umożliwić odkrywanie nowych związków chemicznych, których wytworzenie nie jest możliwe przy użyciu innych metod. Zespół spółki jest na dobrej drodze do ustanowienia standardu rynkowego w tej fascynującej dziedzinie i przeciera szlak dla regionu Europy Środkowo-Wschodniej, aby ten stał się ważnym ośrodkiem w branży biotechnologii” – podsumował Dominik Andrzejczuk, partner w funduszu Atmos Ventures, głównym inwestorze Molecule.one.