AI医薬品開発企業Genesis Therapeuticsは先日、Nvidia傘下のベンチャーキャピタル部門NVenturesから追加投資を受けたと発表しました。具体的な金額は非公開です。これは両社の協力関係がさらに深まったことを示しており、GenesisのAIプラットフォームGEMS（Genesis Exploration of Molecular Space）の開発を加速させることを目的としています。このプラットフォームは、物理AIを用いた構造に基づいた医薬品設計に特化しています。
スタンフォード発、分子AIに特化
Genesis Therapeuticsは、Vijay Pande博士がスタンフォード大学の研究所から設立しました。共同創業者のEvan Feinberg博士は、大学院時代にPande博士と共に深層学習技術に関する複数の重要な論文を発表しており、中でも注目すべきはPotentialNetアルゴリズムです。このアルゴリズムは、新しいグラフニューラルネットワークを用いて分子特性、特にタンパク質-リガンド結合親和性を予測する先駆的なものでした。Feinberg博士、Pande博士、そして同僚らは、PotentialNetの効力予測における性能を実証し、スタンフォード大学とメルク研究所との共同研究を通じてその有効性をさらに検証しました。Genesis設立以前、Feinberg博士はメルク社の深層学習コンサルタントを務めていました。
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3億ドル超の資金調達、Nvidiaとの緊密な協力
Genesisは2019年に設立され、翌年には5200万ドルのシリーズA資金調達を行いました。その後、着実に成長を続け、現在までに3億ドルを超える資金を調達しており、その大部分は2023年に完了した2億ドルのシリーズB資金調達によるものです。投資家には、Nvidiaのベンチャーキャピタル部門NVenturesが含まれています。
Nvidiaとの協力を通じて、GenesisはAIプラットフォームGEMSの開発を加速させています。GEMSは、言語モデル、拡散モデル、物理機械学習（ML）シミュレーションを含む独自のAI手法を統合することで、複雑なターゲットの分子生成と最適化を目指しています。NVenturesからの追加資金は、Nvidiaの専門知識を活用して計算効率を向上させ、構造に基づいた医薬品設計のためのGenesisの物理AIプラットフォームの能力をさらに向上させることを目的としています。
Feinberg博士は次のように述べています。「Nvidiaは、ハードウェアだけでなく、ハードウェア上層の低レベルソフトウェア層においても、AIスタックの多くの分野でリーダーです。一方、Genesisは分子AI分野の先駆者となることに尽力しています。そのため、Nvidiaの比較優位とGenesisの比較優位の間には、非常に明確な相乗効果があり、両者の組み合わせは各部分の合計以上の力を発揮します。」
ニューラルネットワークの最適化、医薬品開発の加速
両社の協力は、等変ニューラルネットワークの最適化を含みます。このニューラルネットワークは、タンパク質や小分子の構造などの3D幾何データの処理に非常に役立ちます。Nvidiaは、ネットワークのトレーニングや推論の実行、トレーニング済みのモデルを用いた新規データの予測や実環境での展開など、ニューラルネットワークによる計算の高速化に継続的に取り組んでいます。
Feinberg博士は次のように説明しています。「Genesisが長年開拓してきた分子AI分野では、特定の種類のニューラルネットワークが特に有用です。これは、AIが単一のものではないという、この分野の長期的なトレンドの延長線上にあるものです。AIには多くのサブ分野があり、これらのサブ分野では、関連するが異なるアルゴリズムを使用して学習が行われます。」
スタンフォード大学で、Feinberg博士、Pande博士、そして同僚らは、2018年に『ACS Central Science』誌にPotentialNetグラフ畳み込みファミリーに関する論文を発表しました。2年後、別のグループの同僚がFeinberg博士とPande博士と共に、各分子をグラフとして明確に表現することで、ADMET（吸収、分布、代謝、排泄、毒性）特性の予測において「私たちが知る限り、前例のない精度」を実現する方法を示し、『Journal of Medicinal Chemistry』誌に発表された論文で、AIアルゴリズムがメルク研究所が使用している高度なMLと比較してADMET予測において顕著な優位性を示しました。
創業者と指導教官の緊密な協力
Pande博士は現在、Andreessen Horowitz（a16z）のゼネラルパートナーであり、a16zバイオファンドの創設パートナーでもあります。同社では、生物学、コンピューターサイエンス、エンジニアリング分野への投資を主導しています。Pande博士はFeinberg博士の博士課程の指導教官を務め、a16zによるGenesisへの410万ドルのシードラウンド投資を主導し、非公開の米国拠点のライフサイエンス分野の投資機関と共に、同社の2億ドルを超えるシリーズB資金調達を共同で主導しました。
Feinberg博士はPande博士について次のように述べています。「私は彼と10年近く協力できたことを非常に幸運に思っています。これほど才能があり、先見の明のある人々と緊密に協力し、彼から学ぶことができることは、本当に稀なことだと思います。」
継続的な革新、業界の発展を牽引
Feinberg博士はさらに次のように付け加えています。「彼は（Pande博士は）、Genesisの成功に不可欠な方法で私を常に推進してきました。この分野の発展とともに、彼も常に進化しています。これは、私たちがこの分野でリーダー的地位を維持する方法と似ていると思います。私たちは模倣に満足するのではなく、常に革新し、この分野を真に前進させています。」
Feinberg博士は、スタンフォード大学大学院在学中は、AIが主にコンピュータービジョンと自然言語処理の分野で影響を与えていたことを思い出します。「これら2つに使用されるニューラルネットワークの種類は実際には全く異なっていますが、どちらも化学にはあまり適していませんでした。そこで、私たちは新しいニューラルネットワークを開発しました」とFeinberg博士は回想します。「2010年代半ばには、グラフニューラルネットワークが分子に最適でした。」
Feinberg博士は、それ以来、Genesisは新しいAIアルゴリズム、「分子AIタスクにより適した新しいニューラルネットワークプリミティブ」を継続的に研究していると述べています。「等変ニューラルネットワークは、私たちが重視しているシリーズの1つです。これもNvidiaが特に最適化を支援している分野の1つです」とFeinberg博士は付け加えています。
Pande博士の研究所は当初、タンパク質の動力学、特にタンパク質の折り畳み過程をシミュレートすることを目的とした分散型計算プロジェクトFolding@Homeを設立したことで有名になりました。
Feinberg博士は次のように回想します。「Folding@Homeは、世界中の膨大な数のNvidia GPUを利用してタンパク質の折り畳みシミュレーションを行いました。その後、Nvidia GPUは、特にビジョンと自然言語処理において、AIにより多く使用されるようになりました。そのため、私たちの会社は、Nvidia GPUの強力なユーザーと言えるでしょう。」
Nvidiaとの「天作の組み合わせ」
Feinberg博士は次のように述べています。「シリーズB資金調達を通じてNvidiaとNVenturesに紹介されたとき、それは非常に自然な投資家のように感じました。彼らは多額の資金だけでなく、この関係に知恵ももたらしてくれるからです。この投資は、顧客関係を超えた協力関係を築く真の基盤となり、それによって相互学習も促進しました。私たちのニーズ、そして彼らが私たちの分野の知識を独自に活用できる低レベルの能力から相互に学ぶことができました。」
Nvidiaにとって、Genesisとの協力は、AIを医薬品発見に応用しようとする継続的な取り組みを強化するものです。
Nvidia社の副社長兼NVentures責任者であるモハメド・シッド（Mohamed “Sid” Siddeek）氏は次のように述べています。「GenesisのAIプラットフォームと、Nvidiaとの協力によって開発された関連する計算の進歩は、未開拓の化学経路を探求し、薬物候補を特定するための新しい生成型および予測型AI技術を提供するのに役立ちます。」
GEMSはNvidiaをどのように支援するか？
Feinberg博士は次のように述べています。「GEMSの目標は、非常に困難な、場合によっては薬剤化不可能なターゲットを効果的に開発できることです。そのためには、いくつかの能力をこれまで以上に高める必要があります。」
これには、分子を生成し、その効力、選択性、原子特性を予測することが含まれます。これは、分子のすべての重要な特性を共同で研究する医薬品発見のための、統合された多パラメーター最適化方法です。Feinberg博士は、GEMSは生成AIと予測AIという2つの深く統合された支柱で構成されており、Genesis独自の言語モデルを使用してクラウドで数千から数百万、さらには数十億もの化合物を生成していると説明しています。
「しかし、化学、合成化学は制約要因です。一定の時間内に製造できる分子の数は限られています。そのため、予測AI技術（効力、選択性、原子特性を予測するため）ができるだけ正確であることが非常に重要です。そのため、GEMSは実際には、深く統合された技術の組み合わせを記述する総称です」とFeinberg博士は述べています。
GEMSのがん腫瘍学および免疫学分野への応用
GEMSを活用して、Genesisは腫瘍学と免疫学に特化したパイプラインを開発しています。腫瘍学では、Genesisは後期リード最適化段階にあり、PIK3CAという乳がんと結腸直腸がんで一般的な発がん性ドライバーの、高効力と選択性を備えた開発候補薬であると称する変異体アロステリック阻害剤の指名に近づいています。
他の腫瘍学開発は、チェックポイント阻害剤への反応を克服することを目的とした小分子（リード最適化段階）と、外因性細胞死経路の抗アポトーシス調節因子を阻害することにより癌細胞のアポトーシスからの回避を防ぐ（発見段階）ことに焦点を当てています。
免疫学では、Genesisは、発見段階の取り組みとして2つを挙げている。1つは、十分に検証された自己免疫疾患の標的を対象とした小分子を生成するための複数のプロジェクト、もう1つは、不明瞭な損傷を受けたタンパク質の活性を回復させる小分子矯正剤を使用して、「重篤な遺伝性自己炎症性疾患」を治療することである。
大手バイオ医薬品企業との提携
内部開発に加えて、Genesisは3つの大手バイオ医薬品企業との提携を発表していますが、Feinberg博士はそれについてコメントできないと述べています。最近の提携は9月にギリアド・サイエンシズ社とのもので、ギリアド社の選択した標的の分子生成と最適化をGEMSを使用して支援することに合意し、複数の標的を対象とした小分子療法を発見および開発します。
ギリアド社は3つの標的について3500万ドルを支払うことに合意し、未公開の標的ごとの予約料金で他の標的を指名する権利を有しています。ギリアド社はまた、臨床前、開発、規制、商業化の各マイルストーンの達成に関連する追加支払い、および商業化製品の純売上高に関する段階的なロイヤルティの支払いにも合意しています。
他の2つの大手バイオ医薬品企業との提携：
イーライリリー社 - 最大6億7000万ドルの提携（うち2000万ドルが前払い）で、最大5つの治療分野における新しい治療法の発見を目指し、2022年に開始。
ロシュグループのメンバーであるジェネンテック社 - 複数の標的と複数の疾患にわたる提携で、2020年に開始され、Genesisのプラットフォームを使用して深層学習と分子シミュレーションを実施。2022年、ジェネンテック社は、関心のある標的を「他の方法では到達できない困難な標的」として説明しました。この提携の価値はまだ公開されていません。
Genesisはカリフォルニア州サンフランシスコ郊外のバーリンゲームに本社を置き、サンディエゴに完全に統合されたラボを有しています。同社は約80人を雇用しています。
Feinberg博士は次のように述べています。「私たちは確かに大幅な成長が見込まれており、これはシリーズB資金調達、Nvidiaからの最新の投資、そして私たちの提携関係によって推進されています。12ヶ月以内にどのような規模になるかについての正確な数字はありませんが、80人を超える人員規模を確実に確保しています。」
