創薬AIが新薬開発を革新　名古屋大学が発表した最新技術の可能性

2025-02-12

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2025年1月17日、名古屋大学が新たな創薬AIを発表した。このAIは、複数の治療標的に作用する新薬候補化合物の設計を可能にする。九州工業大学や東京大学との共同研究により開発され、治療効果の向上や副作用の軽減が期待されている。
本記事では、AI技術の詳細と今後の医療への影響について解説する。

ポリファーマコロジーを可能にする創薬AIの技術

名古屋大学が開発した創薬AIは、ポリファーマコロジー化合物の設計を目的としている。ポリファーマコロジー(※1)とは、複数の生物学的標的に同時に作用する薬剤の設計を指し、特に複雑な病態への治療において有効とされる。従来の創薬プロセスは単一の標的に焦点を当てることが多く、これが治療効果の限界を生む要因となっていた。

このAIの中核を成すのが「DualFASMIFRA」と「DualTRANSORGAN」の2つのアルゴリズムである。DualFASMIFRAは遺伝アルゴリズムを用いたフラグメントベースの構造生成器であり、化合物の構造を進化的に最適化する。
一方、DualTRANSORGANは深層学習を活用した化合物設計モデルで、特にトランスフォーマー技術と敵対的生成ネットワークを組み合わせることで、より複雑な化合物の創出を可能にしている。

共同研究には、九州工業大学と東京大学が参画している。異なる専門分野の研究者が連携することで、AIの精度向上や化合物の実験的検証が進められている。

新薬開発への応用と今後の展望

創薬AIの具体的な応用例として、気管支ぜんそくの治療を目的とした化合物設計が行われた。ADORA2A（アデノシンA2A受容体）(※2)とPDE4D（ホスホジエステラーゼ4D）(※3)を標的とし、AIによって設計された化合物が10種類合成された。そのうち3種類が両方の標的に対して80%以上の結合阻害を示した。これにより、既存の薬剤よりも高い治療効果が期待されると考えられる。

創薬AIの導入により、開発コストの削減と創薬プロセスの加速も見込まれている。AIによるスクリーニングの効率化により、従来数年を要していた化合物の設計が数ヶ月単位で進められる可能性がある。また、AIは化合物の副作用を予測する能力を備えており、開発段階でリスク評価が可能となるため、安全性の高い薬剤の設計が可能になる。

今後、創薬AIは他の疾患にも応用が進むと予想できる。
特にがんや神経疾患など、複雑な病態に対する新たな治療法の開発が期待される。また、患者の遺伝情報や病歴を分析することで、個々に最適化された治療薬の開発も可能となる。精密医療の発展に寄与し、より効果的な治療の提供が現実のものとなるだろう。

※1　ポリファーマコロジー：従来の単一標的型創薬とは異なり、複数の治療標的に作用する薬剤の設計手法。副作用の軽減や治療効果の向上が期待される。

※2　ADORA2A（アデノシンA2A受容体）：気管支ぜんそくや神経疾患の治療標的となる受容体。炎症反応の調整に関与する。

※3　PDE4D（ホスホジエステラーゼ4D）：炎症性疾患や神経疾患の治療標的となる酵素。cAMPの分解を制御し、細胞のシグナル伝達に関与する。