AI & computing › AI-gestuurde wetenschappelijke ontdekkingen
AI-model Claude ontwerpt zelfstandig eiwitten voor medicijnen, met succes
AI-bedrijf Anthropic liet zijn taalmodel Claude zelfstandig eiwitten ontwerpen die kunnen dienen als basis voor nieuwe medicijnen, van eerste idee tot laboratoriumtest. De AI haalde een succespercentage van bijna 27 procent, ruim boven de 10 tot 15 procent die in de sector gebruikelijk is. Onafhankelijke wetenschappers hebben de resultaten nog niet gecontroleerd.
Het ontwikkelen van nieuwe medicijnen begint vaak met het vinden van een klein eiwit dat zich vastklampt aan een ziekmakend eiwit en de werking ervan blokkeert. Dat proces, eiwitontwerp genoemd, kost normaal dagen aan expertwerk en het bedienen van gespecialiseerde software. Anthropic wilde weten of zijn AI-model Claude dat werk zelfstandig kan overnemen, en publiceerde daarover twee experimenten.
Claude bestuurt het hele proces zelf
In het eerste experiment kregen de modellen Mythos Preview en Opus 4.8 de opdracht om zogeheten minibinders te ontwerpen tegen 16 verschillende doelwiteiwitten. Dit zijn kleine, kunstmatig ontworpen eiwitten die zich vastzetten op een ander eiwit en zo ziekteprocessen kunnen afremmen. Belangrijk detail: Anthropic bouwde geen eigen eiwitmodel. Claude installeerde en bediende zelf bestaande, open-source programma's als RFdiffusion en ESMFold, koos zelf de aanvalsplek op elk doelwit en beoordeelde zelf welke ontwerpen kansrijk waren. Mensen kozen alleen de doelwitten, schreven de opdracht en bestelden de synthese.
Van de 15 doelwitten waarvoor bruikbare metingen beschikbaar kwamen, lukte het bij 14. Van de 1.320 in het lab geteste ontwerpen bond 26,8 procent daadwerkelijk aan zijn doelwit. Bij de ontwerpen die Claude zelf als beste beoordeelde, liep dat op tot 49 procent. Ter vergelijking: gepubliceerde eiwitontwerp-campagnes in de sector halen doorgaans 10 tot 15 procent. Onafhankelijke contractlaboratoria Adaptyv Bio en Twist Bioscience produceerden en testten de ontwerpen, los van Anthropic.
Beter dan een prijswinnend ontwerp
Bij het doelwit RBX1, een onderdeel van een enzymcomplex in de cel, scoorde Claude opvallend goed: 28 van de 90 ontwerpen bonden, tegenover 9 van 245 in een eerdere publieke ontwerpwedstrijd. Anthropic liet het winnende ontwerp uit die wedstrijd naast Claudes beste ontwerp testen. Het wedstrijdontwerp bond bij 45 nanomolair, Claude haalde 3,9 nanomolair, ongeveer tien keer sterker. Ook tegen TNFα, een lastig doelwit waarvoor eerdere pogingen geen enkele treffer opleverden, vond Claude twaalf bindende ontwerpen. Bij twee andere doelwitten faalde de aanpak vrijwel volledig, zonder dat de eigen betrouwbaarheidsscores van het model dat voorspelden.
Chemische data analyseren in twintig minuten
In een tweede, kleinere test las het model Opus 5 ruwe meetdata van twee laboratoriumtechnieken: NMR-spectroscopie en massaspectrometrie. Deze technieken laten zien of een gemaakte stof klopt en hoe zuiver ze is, en worden normaal handmatig geanalyseerd. Claude leverde binnen 19 tot 23 minuten een analyse, ontcijferde zelfstandig een onbekend bestandsformaat en herhaalde daarbij exact de vervolgstap die het laboratorium drie dagen later zelf had bedacht.
Anthropic benadrukt zelf de beperkingen: er was geen vergelijkende test met menselijke experts, elk ontwerp werd maar één keer gemaakt en getest, en een flink deel van de vakkennis zat verstopt in de instructies die de onderzoekers vooraf aan Claude gaven. Toch is de conclusie dat agentic AI nu bestaande eiwitstructuurvoorspellings-software zelfstandig kan aansturen, wat dit soort onderzoek in principe toegankelijk maakt voor elk laboratorium met een cloud-rekenbudget.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als AI-modellen zelfstandig complexe laboratoriumworkflows kunnen aansturen, kan dat de eerste, tijdrovende fase van medicijnontwikkeling flink versnellen en goedkoper maken. Kleinere onderzoeksgroepen zonder eigen specialistenteam krijgen zo toegang tot technieken die eerder alleen bij grote farmabedrijven lagen. Tegelijk blijft onafhankelijke controle nodig: de resultaten zijn nog niet extern gevalideerd en zeggen niets over de uiteindelijke werking van een medicijn in mens of dier.
- Minibinder
- Een klein, kunstmatig ontworpen eiwit dat zich vastzet op een ander eiwit en de werking daarvan blokkeert of verandert.
- De novo eiwitontwerp
- Het vanaf nul ontwerpen van een nieuw eiwit op de computer, in plaats van een geschikt eiwit in de natuur zoeken.
- Epitoop
- De specifieke plek op het oppervlak van een doelwiteiwit waar een binder zich aan vastklampt.
- KD-waarde (dissociatieconstante)
- Een maat, uitgedrukt in nanomolair, voor hoe sterk twee eiwitten aan elkaar binden; hoe lager de waarde, hoe steviger de binding.
- NMR-spectroscopie
- Een laboratoriumtechniek die met magneten en radiogolven laat zien uit welke atomen en bindingen een molecuul is opgebouwd.
- Agentic AI
- Kunstmatige intelligentie die zelfstandig meerdere stappen van een taak uitvoert en daarbij eigen software en hulpmiddelen aanstuurt, zonder voortdurende menselijke sturing.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
