Genesis Therapeutics, uma empresa de pesquisa e desenvolvimento de medicamentos de IA com foco no uso de IA física para design de medicamentos orientados por estrutura, anunciou recentemente que recebeu investimento adicional da NVentures, o braço de capital de risco da NVIDIA, e a cooperação entre as duas partes se aprofundou ainda mais . O investimento será usado para acelerar o desenvolvimento da plataforma GEMS da Genesis AI e aprimorar suas capacidades no design de medicamentos orientados por estrutura. A plataforma GEMS integra vários métodos de IA, incluindo modelos de linguagem, modelos de difusão e simulações físicas de aprendizado de máquina, para gerar e otimizar moléculas para alvos complexos. Desde a sua criação em 2019, a Genesis arrecadou mais de US$ 300 milhões e estabeleceu parcerias com vários gigantes biofarmacêuticos para promover o desenvolvimento de pesquisa e desenvolvimento de medicamentos de IA.
Originado em Stanford, profundamente envolvido em IA molecular
Genesis Therapeutics foi desenvolvida no laboratório do Dr. Vijay Pande na Universidade de Stanford. O cofundador Dr. Evan Feinberg co-inventou e escreveu vários artigos importantes sobre tecnologia de aprendizagem profunda com Pande durante seus estudos de pós-graduação, o mais notável dos quais foi o algoritmo PotentialNet. O algoritmo é pioneiro no uso de novas redes neurais gráficas para previsões de propriedades moleculares, especificamente afinidades de ligação proteína-ligante. Feinberg, Pande e colegas demonstraram o desempenho do PotentialNet na previsão de potência e validaram ainda mais a sua eficácia através de uma colaboração entre a Universidade de Stanford e os Laboratórios de Pesquisa Merck. Antes de fundar a Genesis, Feinberg atuou como consultor de aprendizagem profunda para a Merck.
Arrecadou mais de US$ 300 milhões em financiamento e cooperação profunda com a NVIDIA
Genesis foi fundada em 2019 e arrecadou US$ 52 milhões em financiamento da Série A um ano depois. Desde então, a empresa continuou a crescer e levantou mais de US$ 300 milhões em financiamento até o momento, a maior parte dos quais veio de uma rodada Série B de US$ 200 milhões concluída em 2023 por investidores, incluindo o braço de capital de risco da NVidia, NVentures.
Através da sua parceria com a NVIDIA, a Genesis está trabalhando para acelerar o desenvolvimento de sua plataforma de IA, GEMS. GEMS foi projetado para gerar e otimizar moléculas para alvos complexos, integrando métodos proprietários de IA, incluindo modelos de linguagem, modelos de difusão e simulações físicas de aprendizado de máquina (ML). O financiamento adicional da NVentures visa aprimorar ainda mais as capacidades da plataforma física de IA da Genesis para design de medicamentos orientados por estrutura, aplicando a experiência da NVIDIA para melhorar a eficiência computacional.
Feinberg disse: “A Nvidia é líder em muitos aspectos da pilha de IA, tanto no lado do hardware quanto nas camadas inferiores de software na parte superior do hardware. E a Genesis está comprometida em ser pioneira em IA molecular. há uma sinergia muito clara entre a vantagem comparativa e a vantagem comparativa do Gênesis, tornando a combinação maior do que a soma de suas partes."
Otimize redes neurais para acelerar o desenvolvimento de medicamentos
A colaboração cobrirá a otimização de redes neurais equivariantes, que são valiosas para o processamento de dados geométricos 3D, como estruturas de proteínas e pequenas moléculas. A NVIDIA tem trabalhado na aceleração da computação por meio de redes neurais, incluindo o treinamento da rede e a execução de inferências, usando o modelo treinado para fazer previsões sobre novos dados ou implantá-los em ambientes reais.
Feinberg explica: "Para o campo da IA molecular em que a Genesis tem sido pioneira há muitos anos, existem tipos específicos de redes neurais que são particularmente úteis. Esta é realmente uma continuação de uma tendência de longo prazo no campo de que a IA não é um monólito. Existem muitos subcampos da inteligência artificial, e esses subcampos aprendem usando algoritmos relacionados, mas diferentes."
Na Universidade de Stanford, Feinberg, Pande e um grupo de colegas propuseram a família PotentialNet de convoluções gráficas em um artigo de 2018 publicado na ACS Central Science. Dois anos depois, outro grupo de colegas, juntamente com Feinberg e Pande, mostraram como, ao representar explicitamente cada molécula como um gráfico, "até onde sabemos, um sucesso sem precedentes" na previsão das propriedades ADMET (absorção, distribuição, metabolismo, eliminação e toxicidade). foi alcançado. Precisão", e em um artigo publicado no Journal of Medicinal Chemistry, mostra a vantagem significativa do algoritmo de IA nas previsões ADMET sobre o ML avançado usado pelos Laboratórios de Pesquisa Merck.
Estreita colaboração entre fundadores e mentores
Pande é agora sócio geral da Andreessen Horowitz (a16z) e sócio fundador do a16z Bio Fund, onde lidera os investimentos da empresa em biologia, ciência da computação e engenharia. Pande atuou como orientador de doutorado de Feinberg, liderou o investimento inicial de US$ 4,1 milhões da a16z na Genesis e co-liderou a Série B de mais de US$ 200 milhões da empresa com um investidor não divulgado em ciências da vida com sede nos EUA.
Feinberg disse sobre Pande: "Tive muita sorte de trabalhar com ele por quase uma década. Acho que é raro poder trabalhar tão de perto e aprender com uma pessoa tão talentosa e visionária."
A inovação contínua lidera o desenvolvimento da indústria
Feinberg acrescentou: "Ele (Pande) sempre me pressionou de uma forma que foi crítica para o sucesso do Gênesis. À medida que o campo evoluiu, ele também continuou a evoluir. Acho que isso é consistente com o fato de permanecermos líderes no campo." De forma semelhante ao nosso status, continuamos a inovar e não apenas nos contentamos com a imitação, mas realmente impulsionamos o campo para frente.”
Feinberg lembrou que durante seus estudos de pós-graduação na Universidade de Stanford, a IA teve impacto principalmente nas áreas de visão computacional e linguagem natural. “Os tipos de redes neurais usados para ambos eram, na verdade, muito diferentes entre si, mas nenhum deles era muito adequado para a química. Por isso, desenvolvemos novos tipos de redes neurais”, lembra Feinberg. “Em meados da década de 2010, as redes neurais gráficas eram melhores. adequado para moléculas”.
Feinberg disse que, desde então, o Genesis tem pesquisado continuamente novos algoritmos de IA e "novas primitivas de redes neurais que são mais adequadas para tarefas de IA molecular". “As redes neurais equivariantes são uma das famílias que valorizamos. É uma das áreas que a NVIDIA nos ajuda especificamente a otimizar”, acrescentou Feinberg.
O laboratório de Pande inicialmente ganhou destaque pelo projeto de computação distribuída que fundou, Folding@Home, que foi projetado para simular a dinâmica de proteínas, incluindo o processo de dobramento de proteínas.
Feinberg lembra: “Folding@Home aproveitou um grande número de GPUs NVIDIA em todo o mundo para simulações de dobramento de proteínas. Depois disso, as GPUs NVIDIA começaram a ser mais usadas para inteligência artificial, especialmente em visão e linguagem natural. ser um usuário poderoso de GPUs NVIDIA.”
Uma “combinação perfeita” com NVIDIA
Feinberg disse: “Quando fomos apresentados à Nvidia e à NVentures por meio de nossa rodada da Série B, parecia um investidor muito natural que não apenas traria capital significativo, mas também traria sabedoria para o relacionamento”. trabalhar juntos além do relacionamento com o cliente e, assim, também nos permitir aprender uns com os outros, tanto com nossas necessidades quanto com suas capacidades de nível inferior, que podemos aproveitar exclusivamente com nosso conhecimento de domínio."
Para a Nvidia, a parceria com a Genesis fortalece seus esforços contínuos para aplicar IA na descoberta de medicamentos.
Mohamed “Sid” Siddeek, vice-presidente corporativo e chefe de NVentures da NVIDIA, disse: “A plataforma de IA da Genesis e os avanços computacionais relacionados desenvolvidos em parceria com a NVIDIA ajudarão a fornecer novas tecnologias de IA generativas e preditivas para explorar caminhos químicos inexplorados e identificar candidatos a medicamentos”. ."
Como o GEMS ajuda a NVIDIA?
“O objetivo do GEMS é ser capaz de desenvolver com eficiência alvos muito desafiadores e, em alguns casos, incontroláveis”, disse Feinberg. “Para fazer isso, precisamos desenvolver várias capacidades melhor do que fizemos antes”.
Isto envolve gerar moléculas e prever sua potência, seletividade e propriedades atômicas - uma abordagem combinada de otimização multiparâmetro para descoberta de medicamentos que estuda em conjunto todas as propriedades principais de uma molécula. Feinberg explicou que o GEMS é composto por dois pilares profundamente integrados – IA generativa e IA preditiva – e usou os próprios modelos de linguagem personalizados da Genesis para gerar milhares a milhões ou até bilhões de compostos na nuvem.
"Mas a química, a química sintética, é o fator limitante. Apenas um determinado número de moléculas pode ser produzido em um determinado tempo. Portanto, é fundamental que nossa tecnologia preditiva de IA - que prevê potência, seletividade e propriedades atômicas - seja tão precisa quanto possível. Portanto, GEMS é realmente um termo coletivo que descreve uma combinação de tecnologias profundamente integradas", disse Feinberg.
Aplicações GEMS em oncologia e imunologia
Aproveitando o GEMS, a Genesis está desenvolvendo um pipeline focado em oncologia e imunologia. Na oncologia, o Genesis está em estágio final de otimização de liderança e está perto de nomear um candidato de desenvolvimento altamente potente e seletivo para o que chama de inibidor alostérico pan-mutacional de PIK3CA, um fator oncogênico comum do câncer de mama e colorretal.
Outros esforços de desenvolvimento em oncologia concentram-se em pequenas moléculas projetadas para superar as respostas aos inibidores de checkpoint (fase de otimização de chumbo) e evitar que as células cancerígenas evitem a apoptose através de moduladores antiapoptóticos que inibem a via de morte celular extrínseca (fase de descoberta).
Na imunologia, a Genesis disse que tem dois esforços em fase de descoberta: um para desenvolver múltiplos programas para gerar pequenas moléculas contra alvos de doenças autoimunes bem validados para restaurar a atividade de proteínas danificadas não especificadas para tratar “doenças autoinflamatórias hereditárias graves”.
Cooperação com gigantes biofarmacêuticos
Além do trabalho de desenvolvimento interno, a Genesis está trabalhando em colaborações anunciadas com três gigantes biofarmacêuticos, mas Feinberg disse que a empresa não poderia comentar sobre elas. A colaboração mais recente foi lançada em setembro com a Gilead Sciences, que concordou em usar o GEMS para auxiliar na geração e otimização de moléculas para os alvos selecionados da Gilead, permitindo a descoberta e o desenvolvimento de terapêuticas de pequenas moléculas contra múltiplos alvos.
A Gilead concordou em pagar US$ 35 milhões por três alvos e tem o direito de nomear alvos adicionais por uma taxa predeterminada e não divulgada por alvo. A Gilead também concordou em pagar pagamentos adicionais relacionados ao cumprimento de marcos pré-clínicos, de desenvolvimento, regulatórios e comerciais, bem como royalties escalonados sobre vendas líquidas de produtos comercializados.
Colaborações com dois outros gigantes biofarmacêuticos:
Eli Lilly – Colaboração no valor de até US$ 670 milhões (dos quais US$ 20 milhões são pagamentos antecipados) para descobrir novos tratamentos em até cinco áreas terapêuticas, com lançamento em 2022.
Genentech, membro do Grupo Roche - uma colaboração envolvendo múltiplos alvos e múltiplas doenças, lançada em 2020, utilizando a plataforma Genesis para aprendizagem profunda e simulação molecular. Em 2022, a Genentech descreveu as metas nas quais estava interessada como “metas desafiadoras que de outra forma seriam inacessíveis”. O valor da colaboração não foi divulgado.
A Genesis está sediada em Burlingame, Califórnia, um subúrbio de São Francisco, com um laboratório totalmente integrado em San Diego. A empresa emprega aproximadamente 80 pessoas.
“Temos muito crescimento esperado, impulsionado em parte pela rodada da Série B, pelo mais recente investimento da Nvidia e por nossas parcerias”, disse Feinberg. “Não tenho um número exato de onde estaremos em 12 meses”. escala, mas temos pessoal para ir além de 80 pessoas.”
A cooperação entre Genesis Therapeutics e NVIDIA marca um passo importante no campo da pesquisa e desenvolvimento de medicamentos orientados por IA. Espera-se que o desenvolvimento contínuo de sua plataforma GEMS e a cooperação com gigantes biofarmacêuticos acelerem o processo de pesquisa e desenvolvimento de novos medicamentos e tragam novos. opções de tratamento aos pacientes.