Genesis Therapeutics, sebuah perusahaan penelitian dan pengembangan obat AI yang berfokus pada penggunaan AI fisik untuk desain obat berbasis struktur, baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah menerima investasi tambahan dari NVentures, cabang modal ventura NVIDIA, dan kerja sama antara kedua pihak semakin diperdalam. . Investasi ini akan digunakan untuk mempercepat pengembangan platform Genesis AI GEMS dan meningkatkan kemampuannya dalam desain obat berbasis struktur. Platform GEMS mengintegrasikan beberapa metode AI, termasuk model bahasa, model difusi, dan simulasi pembelajaran mesin fisik, untuk menghasilkan dan mengoptimalkan molekul untuk target yang kompleks. Sejak didirikan pada tahun 2019, Genesis telah mengumpulkan lebih dari US$300 juta dan telah menjalin kemitraan dengan sejumlah raksasa biofarmasi untuk mendorong pengembangan penelitian dan pengembangan obat AI.
Berasal dari Stanford, sangat terlibat dalam AI molekuler
Genesis Therapeutics dikeluarkan dari laboratorium Dr. Vijay Pande di Universitas Stanford. Salah satu pendiri, Dr. Evan Feinberg, ikut menemukan dan menulis beberapa makalah penting tentang teknologi pembelajaran mendalam bersama Pande selama studi pascasarjananya, yang paling menonjol adalah algoritma PotensiNet. Algoritme ini memelopori penggunaan jaringan saraf grafik baru untuk prediksi properti molekuler, khususnya afinitas pengikatan protein-ligan. Feinberg, Pande, dan rekannya mendemonstrasikan kinerja PotensiNet dalam prediksi potensi dan memvalidasi efektivitasnya lebih lanjut melalui kolaborasi antara Universitas Stanford dan Laboratorium Penelitian Merck. Sebelum mendirikan Genesis, Feinberg menjabat sebagai konsultan pembelajaran mendalam untuk Merck.
Mengumpulkan lebih dari US$300 juta dalam pembiayaan dan kerja sama mendalam dengan NVIDIA
Genesis didirikan pada tahun 2019 dan mengumpulkan $52 juta dalam pendanaan Seri A setahun kemudian. Sejak itu, perusahaan terus berkembang dan telah mengumpulkan pendanaan lebih dari $300 juta hingga saat ini, yang sebagian besar berasal dari putaran Seri B senilai $200 juta yang diselesaikan pada tahun 2023 dari investor termasuk cabang modal ventura NVidia, NVentures.
Melalui kemitraannya dengan NVIDIA, Genesis berupaya mempercepat pengembangan platform AI-nya, GEMS. GEMS dirancang untuk menghasilkan dan mengoptimalkan molekul untuk target kompleks dengan mengintegrasikan metode AI yang dipatenkan termasuk model bahasa, model difusi, dan simulasi pembelajaran mesin fisik (ML). Pembiayaan tambahan dari NVentures bertujuan untuk lebih meningkatkan kemampuan platform AI fisika Genesis untuk desain obat berbasis struktur dengan menerapkan keahlian NVIDIA untuk meningkatkan efisiensi komputasi.
Feinberg berkata: "Nvidia adalah pemimpin dalam banyak aspek tumpukan AI, baik di sisi perangkat keras maupun lapisan perangkat lunak yang lebih rendah di atas perangkat keras. Dan Genesis telah berkomitmen untuk menjadi pionir dalam AI molekuler. Jadi Nvidia's There adalah sinergi yang sangat jelas antara keunggulan komparatif dan keunggulan komparatif Genesis, menjadikan kombinasi tersebut lebih besar daripada jumlah bagian-bagiannya."
Optimalkan jaringan saraf untuk mempercepat pengembangan obat
Kolaborasi ini akan mencakup optimalisasi jaringan saraf ekivalen, yang berguna untuk memproses data geometris 3D seperti protein dan struktur molekul kecil. NVIDIA telah berupaya mempercepat komputasi melalui jaringan saraf, termasuk melatih jaringan dan menjalankan inferensi, menggunakan model terlatih untuk membuat prediksi pada data baru atau menerapkannya di lingkungan nyata.
Feinberg menjelaskan: "Untuk bidang AI molekuler yang telah dirintis Genesis selama bertahun-tahun, terdapat jenis jaringan saraf tertentu yang sangat berguna. Ini benar-benar merupakan kelanjutan dari tren jangka panjang di bidang yang menyatakan bahwa AI bukanlah sebuah monolit. Ada banyak subbidang kecerdasan buatan, dan Subbidang ini belajar menggunakan algoritma yang terkait namun berbeda."
Di Universitas Stanford, Feinberg, Pande dan sekelompok rekannya mengusulkan rangkaian konvolusi grafik PotensiNet dalam makalah tahun 2018 yang diterbitkan di ACS Central Science. Dua tahun kemudian, sekelompok rekan lainnya, bersama dengan Feinberg dan Pande, menunjukkan bagaimana dengan secara eksplisit mewakili setiap molekul dalam bentuk grafik, "sepengetahuan kami, keberhasilan yang belum pernah terjadi sebelumnya" dalam memprediksi sifat ADMET (penyerapan, distribusi, metabolisme, eliminasi, dan toksisitas) Akurasi tercapai,” dan dalam makalah yang diterbitkan dalam Journal of Medicinal Chemistry, menunjukkan keunggulan signifikan algoritma AI dalam prediksi ADMET dibandingkan ML tingkat lanjut yang digunakan oleh Merck Research Laboratories.
Kolaborasi erat antara pendiri dan mentor
Pande kini menjadi mitra umum di Andreessen Horowitz (a16z) dan mitra pendiri a16z Bio Fund, di mana ia memimpin investasi perusahaan di bidang biologi, ilmu komputer, dan teknik. Pande menjabat sebagai penasihat doktoral Feinberg, memimpin investasi awal a16z senilai $4,1 juta di Genesis, dan ikut memimpin Seri B senilai $200 juta+ dengan investor ilmu hayati asal AS yang dirahasiakan.
Feinberg mengatakan tentang Pande: "Saya sangat beruntung bisa bekerja dengannya selama hampir satu dekade. Saya rasa jarang sekali bisa bekerja begitu dekat dan belajar dari orang yang begitu berbakat dan visioner."
Inovasi berkelanjutan memimpin perkembangan industri
Feinberg menambahkan: "Dia (Pande) selalu mendorong saya dengan cara yang sangat penting bagi keberhasilan Genesis. Seiring dengan berkembangnya bidang ini, dia juga terus berkembang. Saya pikir hal itu konsisten dengan kami untuk tetap menjadi pemimpin di bidang ini. Bidang ini." Mirip dengan status kami, kami terus berinovasi dan tidak hanya puas dengan peniruan, namun benar-benar mendorong bidang ini ke depan.”
Feinberg mengenang bahwa selama studi pascasarjananya di Universitas Stanford, AI terutama berdampak pada bidang visi komputer dan bahasa alami. “Jenis jaringan saraf yang digunakan untuk keduanya sebenarnya sangat berbeda satu sama lain, namun keduanya tidak cocok untuk kimia. Jadi kami mengembangkan jenis jaringan saraf baru,” kenang Feinberg. “Pada pertengahan tahun 2010-an, jaringan saraf grafik lebih baik cocok untuk molekul.
Feinberg mengatakan bahwa sejak saat itu hingga sekarang, Genesis terus meneliti algoritma AI baru dan "jaringan saraf primitif baru yang lebih cocok untuk tugas-tugas AI molekuler." “Jaringan saraf ekuivalen adalah salah satu keluarga yang kami hargai. Ini adalah salah satu area yang secara khusus dibantu oleh NVIDIA untuk kami optimalkan,” tambah Feinberg.
Laboratorium Pande awalnya menjadi terkenal karena proyek komputasi terdistribusi yang didirikannya, Folding@Home, yang dirancang untuk mensimulasikan dinamika protein, termasuk proses pelipatan protein.
Feinberg mengenang: “Folding@Home memanfaatkan sejumlah besar GPU NVIDIA di seluruh dunia untuk simulasi pelipatan protein. Setelah itu, GPU NVIDIA mulai lebih banyak digunakan untuk kecerdasan buatan, terutama dalam visi dan bahasa alami untuk menjadi pengguna GPU NVIDIA yang tangguh.”
Sebuah “kecocokan yang dibuat di surga” dengan NVIDIA
Feinberg berkata: “Saat kami diperkenalkan dengan Nvidia dan NVentures melalui putaran Seri B, kami merasa seperti investor yang sangat alami yang tidak hanya akan memberikan modal yang signifikan, tetapi juga membawa kebijaksanaan dalam hubungan ini.” untuk bekerja sama di luar hubungan klien dan dengan demikian juga memungkinkan kami untuk belajar satu sama lain, baik dari kebutuhan kami maupun dari kemampuan tingkat rendah mereka yang secara unik dapat kami manfaatkan dengan pengetahuan domain kami."
Bagi Nvidia, kemitraan dengan Genesis memperkuat upaya berkelanjutannya dalam menerapkan AI pada penemuan obat.
Mohamed “Sid” Siddeek, wakil presiden perusahaan dan kepala NVentures di NVIDIA, mengatakan: “Platform AI Genesis dan kemajuan komputasi terkait yang dikembangkan dalam kemitraan dengan NVIDIA akan membantu menghadirkan teknologi AI generatif dan prediktif baru untuk Menjelajahi jalur kimia yang belum dimanfaatkan dan mengidentifikasi kandidat obat. ."
Bagaimana GEMS membantu NVIDIA?
“Tujuan GEMS adalah untuk dapat secara efisien mengembangkan target yang sangat menantang dan, dalam beberapa kasus, tidak dapat dilawan,” kata Feinberg. “Untuk mencapai hal tersebut, kita perlu melakukan beberapa kemampuan dengan lebih baik dari yang telah kita lakukan sebelumnya.”
Hal ini melibatkan pembuatan molekul dan prediksi potensi, selektivitas, dan sifat atomnya - gabungan pendekatan optimasi multi-parameter untuk penemuan obat yang secara bersama-sama mempelajari semua sifat utama suatu molekul. Feinberg menjelaskan bahwa GEMS terdiri dari dua pilar yang sangat terintegrasi – AI generatif dan AI prediktif – dan telah menggunakan model bahasa khusus Genesis untuk menghasilkan ribuan hingga jutaan atau bahkan miliaran senyawa di cloud.
“Tetapi kimia, kimia sintetik, adalah faktor pembatasnya. Hanya ada begitu banyak molekul yang dapat dibuat dalam waktu tertentu. Jadi, sangat penting bagi teknologi AI prediktif kami – yang memprediksi potensi, selektivitas, dan sifat atom – seakurat mungkin. Jadi, GEMS benar-benar merupakan istilah kolektif yang menggambarkan kombinasi teknologi yang sangat terintegrasi,” kata Feinberg.
Aplikasi GEMS dalam onkologi dan imunologi
Memanfaatkan GEMS, Genesis sedang mengembangkan jalur yang berfokus pada onkologi dan imunologi. Di bidang onkologi, Genesis berada dalam optimalisasi timbal tahap akhir dan hampir mencalonkan kandidat pengembangan yang sangat kuat dan selektif untuk apa yang disebutnya sebagai penghambat alosterik pan-mutasional PIK3CA, pemicu onkogenik yang umum pada kanker payudara dan kolorektal.
Upaya pengembangan onkologi lainnya berfokus pada molekul kecil yang dirancang untuk mengatasi respons terhadap penghambat pos pemeriksaan (fase optimalisasi timbal) dan mencegah sel kanker menghindari apoptosis melalui modulator anti-apoptosis yang menghambat jalur kematian sel ekstrinsik (fase Penemuan).
Di bidang imunologi, Genesis mengatakan pihaknya memiliki dua tahap upaya penemuan: pertama, mengembangkan berbagai program untuk menghasilkan molekul kecil terhadap target penyakit autoimun yang telah tervalidasi dengan baik; Agen korektif untuk memulihkan aktivitas protein rusak yang tidak ditentukan untuk mengobati “penyakit autoinflamasi bawaan yang parah.”
Kerjasama dengan raksasa biofarmasi
Selain pekerjaan pengembangan internal, Genesis sedang mengerjakan kolaborasi yang diumumkan dengan tiga raksasa biofarmasi, namun Feinberg mengatakan perusahaannya tidak dapat mengomentari hal tersebut. Kolaborasi terbaru diluncurkan pada bulan September dengan Gilead Sciences, yang setuju untuk menggunakan GEMS untuk membantu menghasilkan dan mengoptimalkan molekul untuk target pilihan Gilead, sehingga memungkinkan penemuan dan pengembangan terapi molekul kecil terhadap berbagai target.
Gilead setuju untuk membayar $35 juta untuk tiga target dan berhak untuk mencalonkan target tambahan dengan biaya per target yang tidak diungkapkan dan telah ditentukan sebelumnya. Gilead juga setuju untuk membayar pembayaran tambahan terkait pencapaian tahap praklinis, pengembangan, peraturan dan komersial, serta royalti berjenjang atas penjualan bersih produk yang dikomersialkan.
Kolaborasi dengan dua raksasa biofarmasi lainnya:
Eli Lilly - Kolaborasi senilai hingga $670 juta (dimana $20 juta merupakan pembayaran di muka) untuk menemukan perawatan baru di hingga lima bidang terapi, yang diluncurkan pada tahun 2022.
Genentech, anggota Roche Group - sebuah kolaborasi yang melibatkan berbagai target dan berbagai penyakit, diluncurkan pada tahun 2020, menggunakan platform Genesis untuk pembelajaran mendalam dan simulasi molekuler. Pada tahun 2022, Genentech menggambarkan target yang mereka minati sebagai “target yang menantang dan tidak dapat diakses.” Nilai kolaborasi ini belum diungkapkan.
Genesis berkantor pusat di Burlingame, California, pinggiran kota San Francisco, dengan laboratorium terintegrasi penuh di San Diego. Perusahaan ini mempekerjakan sekitar 80 orang.
“Kami memiliki banyak pertumbuhan yang diharapkan, sebagian didorong oleh putaran Seri B, investasi terbaru Nvidia, dan kemitraan kami,” kata Feinberg. “Saya tidak memiliki angka pasti di mana kami akan berada dalam 12 bulan.” skalanya, tapi kami memiliki jumlah karyawan yang melebihi 80 orang.”
Kerja sama antara Genesis Therapeutics dan NVIDIA menandai langkah penting dalam bidang penelitian dan pengembangan obat berbasis AI. Pengembangan berkelanjutan platform GEMS dan kerja sama dengan raksasa biofarmasi diharapkan dapat mempercepat proses penelitian dan pengembangan obat-obatan baru serta menghadirkan obat-obatan baru. pilihan pengobatan kepada pasien.