«AI не решит всех проблем биотеха». Казахстанка, создавшая робота для лабораторий в США, – о будущем фармакологии
В рубрике Biotech Inside уже поговорили о трендах в биотехнологиях с основателем казахстанского стартапа ARLAN BIOTECH Болатом Султанкуловым, который разрабатывает AI-ассистента для ускорения создания лекарств. Сегодня представляем взгляд на индустрию от эксперта по роботам Айнур Ныгмет. Она выросла в Астане, затем получила инженерное образование в США. Успела поработать в крупных биотехнологических компаниях, где занималась автоматизацией лабораторий. Позже казахстанка сосредоточилась на собственном стартапе и получила для его разработки $500 тыс.
В интервью Digital Business Айнур объяснила, для чего нужен ее «робот-ученый» и почему им интересуются AstraZeneca и другие фармгиганты. Также она рассказала, над какими большими задачами сейчас бьются биологи, из-за чего некоторые ученые скептически относятся к ИИ и почему встает выбор – спасти миллионы жизней или заработать миллиарды долларов.
«Роботы могут защитить ученых, которые создают радиоактивное лекарство от рака»
– Айнур, до запуска стартапа вы 4 года работали в биотехнологических компаниях США. Чем конкретно занимались?
– Автоматизировала процесссы в лабораториях, которые разрабатывали лекарственные препараты. Внедряла роботизированные системы и разрабатывала программное обеспечение для них, чтобы повысить скорость экспериментов и точность дозирования.
На последнем месте работы, в биомедицинской компании Hexagon Bio, участвовала в проектах, связанных с поиском и разработкой противоопухолевых молекул. Программировала лабораторные роботизированные системы, включая платформы Hamilton STAR, которые используются для точного дозирования реагентов. Так удавалось перевести сложные протоколы в автоматический режим и ускорить работу исследователей.
– В какой момент поняли, что хотите делать собственный проект?
– В лабораториях часто используют микропланшеты – специальные пластины с десятками маленьких лунок, где проводят биологические эксперименты. После каждого этапа их закрывают защитной пленкой, чтобы образцы не испарялись и не загрязнялись. Перед следующим этапом эту пленку нужно аккуратно снять.
Для этого существует прибор XPeel от Azenta — одно из немногих устройств, которое делает это автоматически. Но оно громоздкое, дорогое, занимает много места в лабораторных автоматизированных линиях и не всегда аккуратно снимает пленку. Тогда подумала: почему для такой простой операции нужен отдельный большой прибор? Так появилась идея делать небольшие роботы-аксессуары для лабораторий – компактные устройства, которые могли бы заменять отдельные приборы.
С этой идеей прошла отбор в один из самых престижных акселераторов Сан-Франциско — HF0 (Hacker Fellowship Zero) и получила $500 000 в обмен на небольшую долю.
Позже стала смотреть на проблему шире: если многие лабораторные процессы уже можно автоматизировать, почему бы не убрать человека из лаборатории и позволить ему управлять машинами дистанционно? Так переключилась на разработку гуманоидного робота для лабораторий, который может выполнять лабораторные манипуляции вместо человека. Управлять таким роботом можно дистанционно, в том числе через VR-интерфейс.
– Зачем нужен такой робот?
— Чтобы обезопасить людей, работающих с опасными веществами. Например, при разработке некоторых препаратов против рака ученые работают с радиоактивными веществами. У меня есть друзья из Стэнфордского университета, которые работали в подобных лабораториях. Там действуют строгие правила: постоянно измеряется доза радиации, которую получает сотрудник. Существуют даже требования, связанные с репродуктивным здоровьем.
Дистанционное управление позволяет сохранить экспертный контроль ученого, но минимизировать физическое воздействие и риски.
– Удалось ли найти клиентов?
— Недавно вернулась из Бостона, где была на крупнейшей научной конференции SLAS. Привезла туда свою разработку, и интерес был большой. Представители таких компаний, как AstraZeneca, Moderna, Pfizer и других, подходили, задавали вопросы, обсуждали возможные сценарии применения. Сейчас ведем диалог и оцениваем потенциальные пилотные форматы сотрудничества.
Ключевой барьер для внедрения – соответствие строгим стандартам надежности и безопасности. В фарме любые новые технологии проходят длительные процедуры валидации, и это абсолютно оправдано.
«Топовые инвесторы и фаундеры продолжают верить в связку AI, науки и робототехники»
– Какие автоматизированные системы используются в лабораториях?
— Сегодня на рынке есть отдельные элементы автоматизации, роботизированные манипуляторы, системы с одной механической «рукой» и стационарные автоматизированные станции для выполнения узких задач.
Полноценной системы, которая бы полностью заменяла физическое присутствие человека в лаборатории, пока нет.
– В чем основная проблема? То и дело появляются видео, где роботы справляются с разными задачами – делают уборку, танцуют, бегают, готовят.
— Лабораторная работа требует микроточности: дозирования в тысячных долях миллилитра, аккуратного удержания хрупких инструментов, работы под разными углами с контролем силы захвата. Это существенно сложнее, чем демонстрационные задачи, которые часто показывают в видео. До такого уровня универсальные устройства пока не всегда дотягивают, особенно когда речь идет о сложных биологических протоколах.
– А как же роботы-хирурги? Они уже используются в операционных.
– Хирургические системы действительно очень точные, но они работают в строго определенных сценариях. Лабораторная среда требует большей вариативности действий, работы с разными инструментами и протоколами.
Большинство лабораторных помощников вообще не двигаются. Примерно 99% – это стационарные системы. Стоят на одном месте и выполняют строго определенные операции. Хотя уже есть компании, которые продают мобильных ассистентов – условно, платформа на колесах с одной рукой-манипулятором. Стоимость может доходить до $350 тысяч. Пока не массовая история, но доля таких разработок будет расти.
– Роботы стоят дорого, как и их производство. Охотно ли инвесторы вкладываются в это направление?
— В целом рынок автоматизации лабораторий активно развивается и привлекает крупный капитал. Компании поднимают десятки миллионов долларов на стадии Series A. В это направление инвестируют и технологические корпорации, и частные фонды. Топовые инвесторы и фаундеры продолжают верить в связку AI, науки и робототехники.
«До сих пор понимаем лишь небольшую часть того, как устроено человеческое тело»
– Какие направления в целом сейчас в фокусе у ученых и инвесторов, если говорить о биотехе?
— Биотех в США переживает не самые лучшие времена. В ковидный период в индустрию вливались огромные деньги. Но после пандемии интерес к биотеху стал более избирательным. Фарма при этом продолжает расти. Препараты вроде Ozempic и другие массовые лекарства приносят огромные деньги. Предсказывают, что мировой фармацевтический рынок будет расти на 8% в год. Большое внимание уделяют онкологии, иммунологии и редким заболеваниям.
– Что появилось прорывного в лечении рака в последние годы?
– Усиливается фокус на персонализированной медицине. Вместо универсальных протоколов лечения все больше внимания уделяется анализу конкретной опухоли и подбору терапии под индивидуальные характеристики пациента. Рак быстро мутирует. Даже если лекарство существует, конкретному человеку оно может не подойти.
В будущем появятся и вакцины от рака. Над ней работает мой знакомый химик из Стэнфорда. Показывал исследования, которые они тестировали на мышах. Тогда подумала: вау, звучит почти фантастически. Но такие разработки реально идут. Также активно развиваются исследования в области таргетных подходов.
– Учитывая, что рак – это, по сути, накопление критических мутаций, можем ли мы наконец «исправить» их на генном уровне?
— CRISPR и gene editing – технология «генетических ножниц», которую разработала Дженнифер Даудна в Беркли, – открывают большие возможности. В теории это выглядит идеально: если рак вызван поломкой в конкретном гене, мы можем просто зайти в клетку и «отредактировать» нужный фрагмент. Однако вмешательство в геном — это работа с чрезвычайно сложной системой. Изменить что-то в клетке червя – одно. Изменить фрагмент ДНК у человека – совсем другое.
Была на Stanford Drug Discovery – крупнейшей конференции по разработке лекарств. Там выступали мировые эксперты, лауреаты Нобелевской премии. Прогресс значительный, но фундаментальная биология остается сложной и не до конца изученной. И они сами говорили: до сих пор понимаем лишь небольшую часть того, как устроено человеческое тело.
– Разработки идут, рынок растет. Почему же для большинства пациентов протоколы лечения за последние годы мало изменились?
— Создание препаратов – процесс медленный и зарегулированный. Недавно узнала, что спустя 7,5 лет исследований компания Hexagon Bio, где я работала, получила разрешение начать испытания противоракового препарата на людях.
Это нормальный цикл индустрии: нужно 7-10 лет и около $200 млн, чтобы получить одну рабочую формулу. При этом всегда сохраняется риск, что препарат не подтвердит эффективность или профиль безопасности на поздних стадиях. Тогда проект полностью сворачивают, несмотря на годы работы и миллионы инвестиций.
– Может ли искусственный интеллект ускорить этот процесс?
— Искусственный интеллект — мощный инструмент, но его эффективность напрямую зависит от качества исходных данных. Сейчас есть ощущение, что ИИ вот-вот найдет молекулу от рака, ускорит клинические испытания, сократит путь от идеи до препарата до 2-3 лет. Многие инвесторы ожидают, что алгоритмы смогут автоматически перебирать миллиарды вариантов соединений. Но я считаю, ИИ не решит всех проблем в биотехе. Мои знакомые ученые скептически относятся к этому. Не потому, что они не верят в технологии как таковые, а потому, что исходные данные часто несовершенны.
В индустрии широко обсуждается проблема воспроизводимости исследований. В компании Genentech, где я работала, ученые пытались воспроизвести результаты 22 самых цитируемых мировых исследований. Насколько помню, подтвердить удалось лишь около половины из них. Именно поэтому автоматизация и стандартизация лабораторных процессов имеют фундаментальное значение. Если база данных качественная и воспроизводимая, алгоритмы действительно могут давать значительный эффект.
«В Америке важный принцип – дать ученому возможность оставаться ученым всю жизнь»
– DeepTech в Казахстане часто называют «слишком сложным» для инвесторов. Это действительно проблема нашей страны или так везде?
— DeepTech везде требует терпения и долгосрочного капитала. Это не только вопрос страны – многое зависит даже от города. В Бостоне сильная экосистема вокруг биотеха и научных исследований – там инвесторы лучше понимают длинные циклы разработки и готовы ждать. А в Сан-Франциско акцент чаще на быстрый рост.
– Какую роль здесь играют университеты?
— Вокруг них формируются фонды, акселераторы, целые экосистемы. Также инвесторы любят поддерживать выпускников престижных вузов. В каком-то смысле они вкладываются в «лейбл». Им важно сказать: «Сегодня инвестировал в двух выпускников Гарварда» или «в двух ребят из MIT».
– В Кремниевой долине видим культ предпринимателя, но фундамент биотеха – академическая наука. Насколько сегодня престижно и реально оставаться «просто ученым»?
— Для развития биотеха критически важны стабильность финансирования и уважение к научной карьере. В Америке важный принцип – дать ученому возможность оставаться ученым всю жизнь. Чтобы человек мог заниматься исследованиями как профессией, а не был вынужден уходить в другие сферы из-за финансовых причин. В США зарплата ученого может составлять от $100 до 300 тысяч в год – в зависимости от позиции и уровня. Для Америки это твердый средний класс.
В последние годы федеральное финансирование некоторых научных программ сократилось, что повлияло на академическую среду. Многие постдоки, PhD-исследователи, сотрудники университетов потеряли позиции, а лаборатории сократили набор. Ученые обсуждают риски дефицита кадров в будущем.
– Что стало для вас решающим фактором в уходе из академической среды?
— Со временем поняла, что мне интереснее работать на уровне инфраструктурных решений, которые влияют не на одну молекулу, а на скорость и эффективность всей отрасли. Даже если разрабатываешь лекарство, которое может спасать жизни, в конечном итоге все упирается в интересы инвесторов. Разработка лекарств требует значительных инвестиций, поэтому оценивают не только научную значимость проекта, но и его экономическую устойчивость. Логика возврата инвестиций часто определяет, какие разработки двигаются быстрее. Мне кажется, в этом есть системная проблема.
Пока не ушла из биотеха, но сменила фокус. Сейчас работаю стратегическим директором в робототехнической компании, развиваю свой стартап и консультирую ребят из Центральной Азии, которые хотят развиваться на рынке США.