От Novo Nordisk до Roche: Лаборатории тестват квантови изчисления, за да намерят нови лекарства

Фармацевтичните компании започват да насочват погледа си към технология, която се предвижда да бъде следващата революция в здравната индустрия: квантовите изчисления. Това е по-бърз компютър от сегашния (микросекунди спрямо години), способен да съкрати, например, времето за изследване на лекарство, което в момента е средно десет години, и което се очаква да бъде на разположение след пет или десет години, пише cincodias.elpais.com.

Консултантската фирма NTT Data е използвала тази технология, по-специално тази на кубитите – двойка сдвоени електрони, които кодират два бита информация – за да проучи нейния капацитет и жизнеспособност при геномно сглобяване.

„Създадохме синтетична ДНК от бактериофаг с 5 000 прохода или нуклеотидни протеинови букви и я фрагментирахме, за да я реконструираме по-късно“, обяснява Дейвид Монтал, ръководител на науките за живота за Европа, Близкия изток, Африка и Латинска Америка за мултинационалната компания.

Целта на проекта, в който участва и канадската D-Wave, беше да се определи дали работи и дали е по-ефективен във времето в сравнение с класическите изчисления или квантовите изчисления с фотони, уточнява той. И го постигнаха, но все още има проблем и различия.

„Липсва им капацитет, те трябва да продължат да узряват, защото все още не могат да разгадаят човешка ДНК (80 милиарда бази), въпреки че намалява времето и не расте експоненциално предвид сложността на проблема. Този със светлинни вълни е по-бърз от този с кубити, а класическият е по-бавен“, казва Монтал.

Друг не малък въпрос. „Този с кубитите работи практически при абсолютна нула или при -273 градуса - температура, която е много трудна за поддържане. Той остава стабилен само за една минисекунда, след което компютърът се разрушава, дестабилизира и губи абсолютната нула“, предупреждава той.

Приложения 

Има няколко области на приложение. В здравеопазването специално е тестван за моделиране на заболявания и епидемиология (като Covid), откриване и разработване на нови лекарства, молекулярни симулации или геномен анализ, оптимизиране на дозите на лекарства и терапии, персонализирана медицина на пациенти.

„Ако при човек с рак погледнете ДНК на раковите клетки срещу онези, които нямат, виждате разликите и идентифицирате кои протеини трябва да атакувате, за да деактивирате тумора. „Можете да проектирате персонализирано лечение... Novartis го направи, макар и без квантов компютър, със своята CAR-T клетъчна терапия за рак на кръвта“, илюстрира изследователят и уверява, че всички големи лаборатории са потопени в тази надпревара. AstraZeneca, Novo Nordisk, Bayer, Boehringer Ingelheim, Sanofi, Pfizer, Novartis, Merck, J&J, Roche...

След като беше консултиран от испанския вестник Еl Pais, датският Novo Nordisk отговори: „Ние идентифицираме много нови технологии, които могат да ни помогнат в работата, но в момента нямаме нищо конкретно“. Лабораторията в сътрудничество с университета в Копенхаген обяви през 2022 г. приноса от 1,5 милиарда датски крони (200 милиона евро по текущия обменен курс), така че през 2034 г. Дания да има първия си квантов компютър с общо приложение.

„Това ще помогне за разработването на нови лекарства и ще предостави други знания за изменението на климата и зеления преход, които класическите компютри не могат да предложат днес“, твърдят те на своя уебсайт. От швейцарската Novartis заявяват, че към този момент в Испания няма проекти, където да се използва.

Accenture Labs работи с американския Biogen и стартъпа 1QBit, за да ускори откриването на лекарства за Алцхаймер, Паркинсон и множествена склероза. „Това ще подобри прецизността на клиничните диагнози и ефективността на терапиите. Но крие рискове: сигурност на данните и поверителност, етика, обучение на здравния персонал и нейното регулиране“, казва Луиза Баутиста, управляващ директор на здравния сектор на Accenture в Испания, Португалия и Израел. Друг от проектите, в които консултантската фирма участва, съчетава персонализирана фармакогеномика и квантово изчисление, за да се опита да подобри качеството на живот и да увеличи дълголетието на възрастните хора, добавя Баутиста.

Първите търговски приложения с квантова технология ще пристигнат след три години

Германската компания Merck посочва, че оценява своя потенциал за оптимизиране на клиничните изпитвания и ранното откриване на лекарства, които „ще трансформират научните изследвания и подхода към болестите“. Също така в създаването на полупроводникови материали за споменатите компютри, в изчислителната химия на органични и неорганични материали за научноизследователска и развойна дейност и производствени процеси и в подобряването на процесите на веригата за доставки. През 2018 г. компанията стартира работна група за квантови изчисления, за да проучи и да се възползва от възможностите, които тази технология предлага в индустрията и която създаде мрежа за сътрудничество между големи технологични компании, стартиращи фирми и академични институции.

Швейцарският Roche също проучва използването й в разработването на невронни мрежи с машинно обучение за решаване на проблеми с оптимизацията при нагъване на протеини или анализ на биомедицински изображения. „Това е технология, която крие голям потенциал и е една от областите на интерес на Roche. Имаме работни групи, особено за нейните възможни приложения в изследването на нови лечения за пациенти“, обяснява Хесус Домингес, един от отговорните за бизнес архитектурата в зоната за технологии и развитие на Roche Informatics Madrid.

А японската компания Fujitsu вече има квантово решение, което управлява операционните зали по-ефективно. „Това е технология, която ще революционизира сферата на здравеопазването в средносрочен план. Имаме мултидисциплинарен екип за идентифициране на случаи на употреба и реално въздействие в краткосрочен план. Това ще помогне за решаването на критични проблеми като списъци на чакащи, ресурси за спешна помощ или нови употреби на съществуващи лекарства“, коментират те.

IBM, Google, Amazon, D-Wave, Rigetti, Fujitsu, NTT, IonQ, PennyLane, Leap Quantum или Xanadu, между другото, са основните компании, които разработват хардуера и софтуера на технология, чийто импулс се ръководи от Съединените щати. Изчислено е, че през 2029 г. тази техлогия ще задвижва около 4,7 милиарда евро в сравнение с настоящите 447 милиона. Обем, който експертите смятат за малък предвид очакваната възходяща тенденция в бизнеса. Здравеопазването е секторът, който е най-близо до възприемането му след публичния сектор на телекомите и космическата автомобилна индустрия, според NTT Data.

Дейвид Монтал подчертава, че ще бъде от ключово значение за лечението на все по-сложни и по-малко разпространени патологии, за намаляване на разходите за здравеопазване и научноизследователска и развойна дейност при рак, вродени и автоимунни заболявания.