Làn sóng khởi nghiệp đầu tiên khai thác Siêu máy tính mạnh mẽ nhất Vương quốc Anh để tạo ra những đột phá về sinh học kỹ thuật số

Bốn thành viên của NVIDIA Inception truy cập hệ thống Cambridge-1 để nâng cao nghiên cứu chăm sóc sức khỏe bằng việc sử dụng AI và mô phỏng.

Họ đã được chọn là nhóm khởi nghiệp đầu tiên tiếp cận Cambridge-1, siêu máy tính mạnh mẽ nhất của Vương quốc Anh.

Hệ thống này sẽ giúp các công ty của Anh như Alchemab Therapeutics, InstaDeep, Peptone và Relation Therapeutics tạo ra những bước đột phá trong sinh học kỹ thuật số.

Giải pháp hạ tầng Deep Learning, Trí tuệ Nhân tạo - AI

Chính thức ra mắt vào tháng 7, Cambridge-1, một cụm NVIDIA DGX SuperPOD được cung cấp sức mạnh bởi các hệ thống NVIDIA DGX A100, BlueField-2 DPU và NVIDIA InfiniBand networking – tập hợp công việc kéo dài hàng thập kỷ của NVIDIA trong lĩnh vực điện toán tăng tốc, AI và khoa học đời sống. Nằm giữa London và Cambridge, nó được xếp hạng trong số 50 máy tính nhanh nhất thế giới và hoạt động bởi 100% năng lượng tái tạo.

Năm đối tác sáng lập của siêu máy tính đã và đang sử dụng nó để thúc đẩy chăm sóc sức khỏe, sử dụng AI để nghiên cứu các bệnh về não như chứng sa sút trí tuệ, thiết kế các loại thuốc mới và hơn thế nữa.

Giờ đây, bốn công ty khởi nghiệp đang chuẩn bị sử dụng Cambridge-1 để đẩy nhanh việc khám phá thuốc, giải trình tự bộ gen và nghiên cứu bệnh tật.

Mỗi công ty đều là thành viên của NVIDIA Inception, một chương trình miễn phí nuôi dưỡng các công ty khởi nghiệp đang cách mạng hóa các ngành công nghiệp bằng công nghệ tiên tiến. Inception mang đến cho các thành viên một loạt các lợi ích liên tục, chẳng hạn như NVIDIA Deep Learning Institute, hỗ trợ marketing và hỗ trợ công nghệ từ các chuyên gia.

Alchemab Therapeutics: Khám phá phương pháp điều trị bằng kháng thể

Alchemab Therapeutics đang xác định các mục tiêu thuốc và phương pháp điều trị mới, đồng thời xây dựng các công cụ phân tầng bệnh nhân, với trọng tâm ban đầu là các tình trạng thoái hóa thần kinh và ung thư.

Engine khám phá thuốc kháng thể của công ty đang được xây dựng dựa trên “engine tìm kiếm hiệu quả nhất của tự nhiên: khả năng miễn dịch thích ứng”, theo Jake Galson – Giám đốc công nghệ tại Alchemab. Đây là loại miễn dịch được phát triển khi hệ thống miễn dịch của một người phản ứng với protein gây bệnh, chẳng hạn như protein được tạo ra bởi ung thư hoặc vi sinh vật lạ, như sau khi bị nhiễm trùng.

Trình tự nền tảo B-cells của Alchemab – tạo ra các kháng thể chống lại bệnh tật và phân tích tính toán các phản ứng của kháng thể giữa những cá nhân nhạy cảm nhưng có khả năng chống lại một số bệnh nhất định.

“Có thể có khoảng 10 nghìn tỷ biến thể kháng thể của con người và việc được truy cập vào Cambridge-1 mang đến cho chúng tôi cơ hội duy nhất để tìm hiểu các đại diện có ý nghĩa từ một lượng dữ liệu khổng lồ như vậy”, Galson nói. “Điều này sẽ nâng cao hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và chức năng của kháng thể, và cuối cùng góp phần vào việc khám phá và phát triển các phương pháp trị liệu mới.”

InstaDeep: Tạo các hệ thống ra quyết định cho sinh học

InstaDeep, một thành viên Ưu tú của NVIDIA Partner Network, cung cấp các hệ thống đưa ra quyết định được hỗ trợ bởi AI để phát triển vắc xin và phương pháp điều trị thế hệ tiếp theo.

Công ty đang tìm cách đào tạo một mô hình ngôn ngữ AI lớn sử dụng dữ liệu gen – và chia sẻ mô hình này với các nhà nghiên cứu chăm sóc sức khỏe để sử dụng cho việc thiết kế protein và mô phỏng động lực học phân tử.

“Có hơn 12 tỷ trình tự nucleotide từ 450.000 loài được công bố rộng rãi”, Karim Beguir, Co-founder và CEO của InstaDeep cho biết. “Các nhà nghiên cứu và các chuyên gia khoa học đời sống có thể được hưởng lợi rất nhiều từ một mô hình quy mô lớn cung cấp những hiểu biết sâu sắc theo hướng dữ liệu từ việc giải trình tự bộ gen.”

Beguir cho biết, truy cập vào Cambridge-1 sẽ cho phép InstaDeep mở rộng quy mô đáng kể khả năng tính toán và tham vọng của startup, đồng thời giải quyết những thách thức thú vị trong việc phát triển các phương pháp điều trị mới cho bệnh nhân.

Peptone: Cung cấp cái nhìn sâu sắc về các protein bị rối loạn

Peptone, một công ty khởi nghiệp đã nhận được sự chấp thuận sớm để truy cập Cambridge-1 vào mùa thu năm ngoái, đang phát triển một engine vật lý có tên là Oppenheimer, giúp cung cấp những hiểu biết chính xác cấu trúc về các protein bị rối loạn bản chất (IDP), hoặc các protein thiếu cấu trúc 3D cố định.

Kamil Tamiola – Founder và CEO của Peptone cho biết, bệnh xuất phát từ các IDP thường khó điều trị, nhưng Cambridge-1 sẽ cung cấp cho Peptone sức mạnh để biến đổi một IDP thường không thể hiệu quả với thuốc thành một mục tiêu có thể.

“Siêu máy tính sẽ cho phép chúng tôi thực hiện suy luận thông lượng cao trên hàng triệu protein song song và trong vài giờ”, Tamiola nói. “Oppenheimer tích hợp các thí nghiệm lý sinh nguyên tử tiên tiến với một stack siêu máy tính thế hệ tiếp theo được xây dựng trên các hệ thống NVIDIA DGX A100.”

Cuối cùng, công ty sẽ sử dụng các tính toán để phát triển một dòng thuốc độc quyền và hàng đầu nhắm vào các IDP được chọn.

Relation Therapeutics: Lập bản đồ các nguyên nhân gây bệnh

Một công ty khởi nghiệp khác, Relation Therapeutics, kết hợp việc lập hồ sơ tế bào đơn, di truyền con người, hệ gen chức năng và học máy để hiểu rõ hơn về sinh học của con người.

RelationTx sử dụng các công nghệ hệ thống khuyến cáo dựa trên đồ thị để tiết lộ mối quan hệ nhân quả trong các bệnh. Nền tảng của RelationTx có thể xác định các lĩnh vực sinh học cần tập trung để khám phá thuốc và đẩy nhanh nỗ lực nghiên cứu các bệnh chưa được nghiên cứu rộng rãi.

Theo Lindsay Edwards, giám đốc công nghệ tại RelationTx, công ty đặt mục tiêu chuyển đổi cách thức khám phá và phát triển thuốc, dẫn đến các phương pháp điều trị bệnh mới.

Edwards nói: “Cuối cùng, sứ mệnh của chúng tôi là cung cấp các loại thuốc mới cho những bệnh nhân cần chúng, nhanh hơn và hiệu quả hơn so với mô hình hiện tại”. “Việc tiếp cận Cambridge-1 mở ra các lĩnh vực sinh học mà trước đây hầu như không thể hiểu được, chẳng hạn như cách biến đổi gen ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen trong các mô và hệ thống cơ quan phức tạp không thể tiếp cận.”

Tìm hiểu thêm về AI trong chăm sóc sức khỏe

Công việc đột phá trong lĩnh vực sinh học kỹ thuật số là đến từ những công ty khởi nghiệp này – và các công ty sáng lập của Cambridge-1 đã và đang khai thác sức mạnh của nó.

Sử dụng siêu máy tính, AstraZeneca và NVIDIA đã phát triển phiên bản mới nhất của MegaMolBART, một mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên đọc định dạng văn bản của các hợp chất hóa học và sử dụng AI để tạo ra các phân tử mới. Mô hình hóa học transformer này có khả năng đào tạo các mô hình ngôn ngữ hóa học với hơn 1 tỷ tham số bằng cách sử dụng NVIDIA NeMo Megatron framework.

Xem lại bài phát biểu quan trọng tại GTC của Jensen Huang – NVIDIA Founder và CEO

Theo NVIDIA

____
Bài viết liên quan