AI simuleert een menselijke cel van DNA tot gedrag
Een cel nabootsen op een computer: het is iets wat biologen en computerwetenschappers al tientallen jaren willen. Nu heeft een AI-startup een systeem aangekondigd dat een menselijke cel simuleert op elk biologisch niveau, van DNA tot het gedrag van de hele cel. Of het werkt zoals beloofd, moet nog blijken.
GenBio AI, een bedrijf gevestigd in Palo Alto, presenteerde AIDO Cell: een zogenaamd ‘world model’ van een cel. Het systeem combineert meerdere AI-modellen die elk een ander biologisch niveau beslaan. Samen moeten ze kunnen simuleren hoe een cel reageert op medicijnen of andere ingrepen. Een begeleidend commentaarstuk verscheen in Nature Medicine. Tot de mede-oprichters behoort Nobelprijswinnaar David Baker, bekend van zijn werk in computationeel eiwitontwerp.
Hoe zo’n systeem is opgebouwd
De aanpak bestaat uit drie stappen. Eerst worden afzonderlijke AI-modellen gebouwd voor elk biologisch niveau: DNA, RNA, eiwitten. Daarna worden die modellen aan elkaar gekoppeld. In de derde stap wordt het geheel als één systeem geoptimaliseerd. Eerdere AI-modellen zoals AlphaFold, dat eiwitstructuren voorspelt, beslaan slechts een klein stukje van dit geheel. De onderzoekers willen de volledige biologische hiërarchie in één systeem vangen.
Baker zei zelf dat het systeem celbiologie nog niet ‘heeft opgelost’. Het is een vroeg stadium. Wat nieuw is, is de integratie van meerdere lagen in één raamwerk, zodat men computationeel vragen kan stellen over hoe een ingreep op DNA-niveau doorwerkt tot het gedrag van de cel.
Wat dit betekent voor geneesmiddelenonderzoek
Als zo’n virtuele cel betrouwbaar werkt, zou dit de manier veranderen waarop nieuwe middelen worden getest. In theorie kun je dan duizenden moleculen simuleren zonder laboratoriumexperimenten, en pas veelbelovende kandidaten daadwerkelijk in levende cellen testen. Dat zou zowel sneller als goedkoper zijn.
Voor de longevity-wetenschap is de belofte vergelijkbaar: simuleer wat er in een verouderende cel gebeurt, en test in silico welke ingreep dat het meest effectief corrigeert. Dit is op dit moment echter nog toekomstmuziek. AIDO Cell is aangekondigd, niet onafhankelijk gevalideerd.
Zoektermen om verder te lezen: foundation model celbiologie, in silico geneesmiddelenonderzoek, virtuele cel simulatie AI