AlphaProteo gera novas proteínas para pesquisa em biologia e saúde
- Um novo sistema de IA projeta proteínas que se ligam com sucesso a moléculas-alvo, com potencial para design de fármacos, compreensão de doenças e mais
- Todos os processos biológicos dependem da interação entre moléculas chamadas proteínas
- Ferramentas de previsão de estrutura de proteínas, como o AlphaFold, oferecem insights sobre interações entre proteínas, mas não conseguem gerar novas proteínas para manipular diretamente essas interações
- Cientistas podem criar novas proteínas capazes de se ligar com sucesso a moléculas-alvo
- Esses ligantes podem ajudar em diversas pesquisas, como desenvolvimento de medicamentos, imageamento de células e tecidos, compreensão e diagnóstico de doenças, e desenvolvimento de culturas resistentes a pragas
- Abordagens recentes de machine learning fizeram grandes avanços, mas ainda exigem muitos testes experimentais
Apresentando o AlphaProteo
- AlphaProteo é o primeiro sistema de IA a projetar novos ligantes proteicos de alta afinidade para pesquisa em biologia e saúde
- Essa tecnologia pode acelerar a compreensão de processos biológicos e ajudar na descoberta de novos medicamentos, no desenvolvimento de biossensores e mais
- O AlphaProteo pode gerar novos ligantes proteicos para diversos alvos, incluindo o VEGF-A, associado ao câncer e a complicações do diabetes
- O AlphaProteo apresenta alta taxa de sucesso experimental e afinidade de ligação de 3 a 300 vezes melhor que métodos existentes
Aprendendo a forma complexa de ligação das proteínas
- Projetar ligantes proteicos consome tempo e exige várias rodadas de trabalho em laboratório
- O AlphaProteo foi treinado com mais de 100 milhões de estruturas do Protein Data Bank (PDB) e de estruturas previstas pelo AlphaFold
- Ao fornecer a estrutura da molécula-alvo e o local de ligação preferido, o AlphaProteo gera proteínas candidatas que se ligam a esse local
Demonstração de sucesso em alvos importantes de ligação proteica
- O AlphaProteo projetou ligantes para diversos alvos proteicos
- Em testes de laboratório, as proteínas candidatas geradas pelo AlphaProteo se ligaram fortemente a 7 proteínas-alvo
- Para a proteína viral BHRF1, 88% das moléculas candidatas se ligaram com sucesso
- Para o alvo TrkA, os ligantes do AlphaProteo foram mais fortes do que os melhores ligantes existentes
Validação dos resultados
- Os ligantes do AlphaProteo foram validados por um grupo de pesquisa do Francis Crick Institute
- O ligante SC2RBD impediu a infecção celular por SARS-CoV-2 e algumas variantes
- O AlphaProteo pode reduzir significativamente o tempo dos experimentos iniciais
- No entanto, falhou em projetar ligantes para o alvo TNFɑ
- Há planos para melhorar e expandir as capacidades do AlphaProteo
Rumo ao desenvolvimento responsável do design de proteínas
- O design de proteínas tem grande potencial para o avanço científico, como na compreensão das causas de doenças, aceleração do desenvolvimento de testes diagnósticos, apoio a processos de fabricação sustentáveis e remoção de poluentes ambientais
- Considerando os riscos de biossegurança, o desenvolvimento responsável está sendo conduzido em colaboração com especialistas externos
- O objetivo é melhorar a taxa de sucesso e a afinidade do AlphaProteo, ampliar o escopo dos problemas de design e colaborar com pesquisadores de várias áreas para oferecer um design de proteínas abrangente
Resumo do GN⁺
- AlphaProteo é um sistema de IA que projeta novos ligantes proteicos para pesquisa em biologia e saúde
- Essa tecnologia pode ajudar muito em diversas pesquisas, como desenvolvimento de medicamentos, compreensão de doenças e diagnóstico
- O AlphaProteo se destaca por sua alta taxa de sucesso e afinidade de ligação em comparação com métodos existentes
- No entanto, há limitações no design de ligantes para algumas proteínas-alvo
- Há planos para continuar melhorando e expandindo as capacidades do AlphaProteo
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