קלוד של אנתרופיק עיצב חלבונים לתרופות: הצלחה ב-14 מתוך 15 מטרות במעבדה

חברת אנתרופיק, היוצרת של הצ'אטבוט קלוד (Claude), חשפה תוצאות מפתיעות מניסוי שבו המודל שלה תכנן חלבונים מיוחדים המיועדים להיצמד למטרות ביולוגיות מסוימות בגוף - שלב קריטי בתחילתו של כל פיתוח תרופה. התוצאות, שנבדקו במעבדות חיצוניות ולא רק על המחשב, מראות שקלוד הצליח במשימה ב-14 מתוך 15 מקרים, בשיעור הצלחה שגבוה משמעותית מהרגיל בתעשייה.

מה זה בעצם "חלבון קושר" ולמה זה חשוב?

הרבה תרופות עובדות בצורה פשוטה יחסית: הן מכילות מולקולה שנדבקת ("נקשרת") בצורה מדויקת לחלבון מסוים בגוף, וכך חוסמת אותו או משנה את פעולתו. הרבה תרופות עובדות על ידי קשירה לחלק מטרה מוגדר בגוף וחסימה או שינוי של מה שהוא עושה. שלב חשוב בתהליך פיתוח התרופה הוא תכנון מולקולה שיכולה להיקשר בחוזקה למטרה שלה. באופן מסורתי, זה תהליך שדורש שבועות או חודשים של עבודת מומחים.

בניסוי של אנתרופיק, המודלים קלוד Opus 4.8 וגרסת המחקר Mythos Preview התבקשו לתכנן 30 חלבונים מיועדים לכל אחת מ-15 מטרות ביולוגיות שונות, ובסך הכול נוצרו 1,320 עיצובים. הבדיקה במעבדה זיהתה לאחר מכן 354 עיצובים שנקשרו למטרות, מתוך 14 מהמטרות מבין 15, לפי אנתרופיק. את הבדיקה בפועל - כלומר את הייצור בפועל של החלבונים ובחינתם במעבדה אמיתית - ביצעו שתי חברות חיצוניות ובלתי תלויות, Adaptyv Bio ו-Twist Bioscience.

שיעור הצלחה כפול מהממוצע

הנתון הבולט ביותר הוא אחוזי ההצלחה. בקמפיין תכנון רב-זרועות, המודלים Mythos Preview ו-Opus 4.8 הגיעו לשיעורי הצלחה כוללים של 26.7% ו-22.6% בהתאמה, כאשר תכננו נגד כל המטרות בבת אחת בסשן של 48 שעות. כאשר Mythos Preview התמקד במטרות בודדות בסשנים נפרדים של 24 שעות, שיעור ההצלחה שלו עלה ל-35.1%, בהשוואה לטווח של 10% עד 15% שאנתרופיק מציינת כטיפוסי בקמפיינים לתכנון חלבונים. במילים פשוטות: כשקלוד התרכז במטרה אחת בזמן, הוא היה כמעט פי שלושה יותר "יעיל" מהשיטות המקובלות היום.

מדד נוסף שאנתרופיק ציינה הוא "זיקה" (affinity) - מידת החוזק של ההיצמדות בין החלבון למטרה שלו. זיקה היא מדד לחוזק שבו חלבון נקשר למטרה שלו; חלבונים קושרים בעלי זיקה גבוהה נדרשים בדרך כלל להשגת אפקט תרפויטי, כי הם מאפשרים לתרופה להיות אפקטיבית במינונים נמוכים יותר, מה שמפחית את הסיכון לתופעות לוואי ואת עלות הייצור. לפי אנתרופיק, חלק מהעיצובים כללו חלבונים קושרים בעלי זיקה גבוהה לפחות עבור שישה יעדים, ובלפחות ארבעה יעדים העיצובים תאמו או עלו על הזיקה הטובה ביותר שדווחה בעבר.

דוגמה בולטת נגעה לחלבון בשם RBX1: כאשר Mythos Preview הופעל במצב מטרה בודדת נגד RBX1, הוא הפיק חלבונים קושרים בשיעור הצלחה של 40%. אותה מטרה הייתה נושא תחרות תכנון פתוחה שהריצה Adaptyv Bio; 245 המשתתפים בתחרות השיגו שיעור הצלחה של 3.7%. אנתרופיק גרמה לעיצוב הזוכה בתחרות להיות מיוצר פיזית ונבדק על אותה לוחית בדיקה כמו המתמודד המוביל של קלוד.

גם לזה יש מגבלות

אנתרופיק לא הסתירה את הכשלונות. הניסוי גם חשף מגבלות: עבור חלבון בשם MBP, אף אחד מ-90 העיצובים שנוצרו למטרה זו לא אושר כחלבון קושר, אם כי אנתרופיק אמרה שמועמד אחד הפיק אות חלש אך ניתן לשכפול. למודל היו תוצאות מוגבלות גם עם BBF-14, מטרה נוספת בעלת מבנה "חבית-בטא". החברה הסבירה שהמבנה הפיזי של חלבונים כאלה מקשה במיוחד על תכנון מדויק.

לא הכל היה חד-משמעי גם בעולם המקצועי: מרטין שקרלי, מנהל תעשיית תרופות שנוי במחלוקת, כתב בפלטפורמת X שהעבודה "לא מרשימה", והוסיף כי הזיקות נמוכות מאוד עבור פפטידים, ושאף אחד מהחלבונים הקושרים של קלוד לא כוון לחלבונים תוך-תאיים, ולכן אם הוא היה צריך גשוש חוץ-תאי, נוגדן מונוקלונלי היה מתאים יותר. גם אנתרופיק עצמה הדגישה שיש להישאר עם הרגליים על הקרקע: אנתרופיק הכירה במגבלות, והבהירה כי "חלבונים קושרים אינם תרופות" וכי יצירת חלבון קושר בזיקה גבוהה היא רק השלב הראשון בפיתוח תרופה.

למה זה משנה למשתמש הרגיל?

אולי לא תשתמשו בקלוד לתכנון תרופות בעצמכם, אבל התוצאה הזו חשובה כי היא מראה שמודלים כמו קלוד - אותו כלי שאולי אתם משתמשים בו לכתיבת מיילים או תמצות מסמכים - מתחילים לתרום גם לתחומים שבהם טעויות עולות בחיי אדם. פיתוח תרופות הוא תהליך יקר ואיטי מאוד; אם AI יכול לקצר את השלבים הראשונים שלו ולהעלות את אחוזי ההצלחה, זה עלול להוזיל ולהאיץ בעתיד את הדרך לתרופות חדשות למחלות כמו סרטן, אלצהיימר ומחלות דלקתיות - יעדים שאנתרופיק אכן בדקה בניסוי הזה. אנתרופיק שואפת שקלוד ינהל את כל תהליך פיתוח התרופות בכל השיטות הקיימות, והחברה מתכננת להשיק תוכנית גישה שתאפשר למדענים להשתמש במודלים המתקדמים שלה, עם פרטים נוספים שיפורסמו בקרוב.

זה גם מצטרף למגמה רחבה יותר של אנתרופיק, שכפי שסיקרנו במצב הקול החדש של קלוד ובעדכון Claude Cowork, ממשיכה להרחיב את קלוד ממודל שיחה פשוט לכלי שמבצע עבודה מורכבת בעצמו - הפעם בזירת המדע והרפואה, בדיוק בתקופה שבה החברה גם נמצאת במשא ומתן לרכישת הסטארטאפ הישראלי דקארט בעסקה של מיליארדי דולרים.

לסיכום

• קלוד עיצב חלבונים שנבדקו במעבדה אמיתית והצליחו ב-14 מתוך 15 מטרות ביולוגיות.
• שיעורי ההצלחה נעו בין 22% ל-35%, לעומת 10%-15% שנחשב טיפוסי בתעשייה.
• התהליך בוצע ברובו באופן אוטונומי על ידי המודל, בפיקוח אנושי מוגבל.
• חלבון קושר הוא רק שלב ראשון בפיתוח תרופה - עדיין לא תרופה בפועל.
• מבקרים מזהירים שלא להתלהב יתר על המידה מהתוצאות בשלב זה.