AI unveils secret targets of drugs, starting with Viagra

In a new White Paper, Kantify presents its AI powered Drug Atlas and unveils the predicted targets for Sildenafil (Viagra)
Tue 30 Jul 2024

Press Release

French and Dutch versions below

Brussels 30/07/2024

Kantify unveils new drug “Atlas” which predicts unknown targets of 78000 drugs

The Belgian TechBio company Kantify, specialized in Artificial Intelligence (AI) for drug discovery, announces today that it has undertaken a first-of-its-kind exercise where it has used AI to predict the unknown targets of known molecules in the body. This analysis has enabled the company to constitute a unique “Atlas” of how known drugs and molecules (natural compounds, investigational drugs, and approved drugs) interact with all known human proteins. This AI-powered Atlas, consisting of 78 000 drugs and 1.4 billion predictions, is part of Kantify’s AI platform called Sapian. It will be one of the AI tools used by the innovative company to further accelerate drug discovery, by generating novel hypotheses that are currently unknown from science. In a first White Paper released today, the company unveils the Sapian Atlas predictions for a very well known drug, Sildenafil (Viagra).

A new understanding of drugs

When the “TechBio” company Kantify started to work on AI for drug discovery, they soon realized that their Artificial Intelligence technology had a very different understanding of drugs than what is commonly known.

“Our AI technology Sapian was telling us that a drug used for a type of cancer was also useful for a therapeutic target that is a key target in epilepsy. We tested it, and it worked in the lab. Then we tested it in other areas, and it also worked. “We realized that these predictions were generally reliable, and that Sapian was actually able to understand unknown biochemical mechanisms. This was mesmerizing.”

Segolene Martin, Kantify CEO

The tip of the iceberg

In practice, discovering the exact targets of a drug is an extremely difficult exercise. Very often, pharma companies will only find it after long years of lab research or clinical tests, or sometimes when their drugs are on the market. Some of these effects are positive, some others will be undesirable side effects. Most of the time, it takes years or decades to decipher what triggers these effects. This is the case with Sildenafil, also known as Viagra. This drug, initially developed for angina pectoris, was later repurposed to treat erectile dysfunction. Recent research by the University of Oxford recently demonstrated the effect of Viagra on the brain function, but despite advanced research, it is still not known through which specific proteins this effect is done.

“What is usually known is only the tip of the iceberg. What we can now easily do with AI, is to identify what are the likely proteins of our body that interact with a drug. Our AI technology Sapian enables us to start from a list of 20 000 human proteins to a much smaller list of potentially interacting proteins. This is what we have done for Viagra and 77 999 other molecules. We can now also do it for any drug, known or unknown.”

Nicolas Maignan, Kantify Chief Operating Officer, Lead Author of the first White Paper “Behind the Pill” about Sildenafil.

New groups of proteins identified for Sildenafil

Let’s come back to Sildenafil. What do the AI predictions bring to the understanding of Viagra? Kantify basically brings some new hypotheses to the table. One of them is that Sildenafil may not only act through PDE5, which has been its known target for decades, but also perhaps through groups of proteins called Adenosine receptors and Fibroblast Group Factors. Adenosine receptors have been identified in literature as important in the context of pulmonary arterial hypertension, and have been recently identified as targets of Viagra. On the contrary, Fibroblast Group Factors are not yet known to be targets of Viagra, even if they are known to play a role in pulmonary hypertension and other indications such as pulmonary fibrosis.

Another essential element: the AI identifies various targets (GABA receptors, autophagy proteins, etc.) involved in brain function and diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s. Some of these targets might be the missing link to explain why the role of Sildenafil in brain function, particularly its role in preventing Alzheimer’s disease, has been demonstrated.

An interesting hypothesis proposed by the AI is that Sildenafil binds with some targets of autophagy, a biological process commonly referred to as the "body's trash can." Autophagy is a cellular process that allows cells to degrade and recycle their damaged or unnecessary components, thereby contributing to their renewal and survival. This mechanism plays a crucial role in maintaining cellular homeostasis and defending against diseases. Autophagy is currently a hot topic in the biopharma world due to its involvement in numerous diseases, including cancer, neurodegenerative diseases, and infections, offering promising prospects for new therapeutic treatments.

Next steps

The company is already working to release a new issue of its Sapian Atlas, as part of its White Paper series “Behind the Pill”. In the next issue of Behind the Pill, they will disclose new potential targets of another well known drug that is widely used. Through Behind the Pill, Kantify wants to contribute to the better understanding of how drugs work, and accelerate the discovery of better drugs for patients in need.

Documentation

Full Sildenafil White Paper available at https://kantify.com/insights/

Contact

Ms Segolene Martin, CEO

Email hello@kantify.com

Phone +32 2 808 48 77

About Kantify

Kantify is a Belgium based TechBio developing Sapian, a proprietary AI platform for target discovery and small molecule discovery. The management team is composed of Segolene Martin (CEO), Nik Subramanian (CTO) and Nicolas Maignan (COO). The company is focusing mainly on rare diseases and cancer.


Version française

Kantify dévoile un nouvel “Atlas” des médicaments, qui prédit les cibles inconnues de 78000 molécules

La société belge TechBio Kantify, spécialisée en Intelligence Artificielle (IA) pour la découverte de médicaments, annonce aujourd’hui avoir finalisé un exercice consistant à utiliser l’IA pour prédire les effets inconnus de molécules et médicaments connus sur le corps humain. Cette analyse a permis à la société de constituer un “Atlas” inédit des interactions entre des molécules et toutes les protéines humaines connues. Cet Atlas, alimenté par l’IA, comprenant 78 000 molécules (composés naturels, médicaments expérimentaux, médicaments commercialisés) et 1,4 milliard de prédictions, fait partie de la technologie d’IA de Kantify baptisée Sapian. Il sera l’un des outils utilisés par cette société innovante pour accélérer la découverte de médicaments, en générant de nouvelles hypothèses actuellement inconnues de la science. Dans un premier Livre Blanc dévoilé aujourd’hui, la société révèle les prédictions de son Atlas pour un médicament très connu, le Sildenafil (Viagra).

Une nouvelle compréhension des médicaments

Lorsque la société de “Techbio” Kantify a commencé à travailler sur l’IA pour la découverte de médicaments, elle a rapidement réalisé que sa technologie d'IA Sapian avait une compréhension des médicaments très différente de ce qui est communément connu. “Sapian nous indiquait qu’un médicament utilisé pour le cancer était également pertinent pour une cible thérapeutique importante pour le traitement de l’épilepsie. Nous l’avons testé, et cela a très bien fonctionné en laboratoire. Nous avons reproduit le test dans d’autres domaines, et cela a aussi fonctionné.” explique la CEO Ségolène Martin. “Nous avons ainsi réalisé que ces prédictions étaient généralement fiables, et que Sapian était en fait capable de comprendre des mécanismes biochimiques inconnus. C’était fascinant.”

La partie émergée de l’iceberg

En pratique, découvrir les cibles exactes d’une molécule est un exercice extrêmement difficile. Très souvent, les sociétés pharmaceutiques ne le découvrent qu’après de longues années de recherche en laboratoire, ou de recherche clinique, ou même lorsque leurs médicaments sont sur le marché. Certains de ces effets sont positifs, d’autres seront des effets secondaires indésirables. La plupart du temps, il est vraiment difficile de comprendre l’origine de ces effets. C’est le cas du Sildenafil, également connu sous le nom de Viagra. Ce médicament, initialement développé pour l’angine de poitrine, a ensuite été utilisé pour traiter la dysfonction érectile, puis l’hypertension pulmonaire. Des recherches récentes de l’Université d’Oxford ont même récemment démontré l’effet du Viagra sur la fonction cérébrale, mais malgré des recherches avancées, il n’est toujours pas connu à travers quelles protéines spécifiques cet effet est produit.

“Ce qui est habituellement connu n’est que la partie émergée de l’iceberg. Ce que nous pouvons maintenant faire avec l’IA, c’est identifier quelles sont les protéines de notre corps susceptibles d’interagir avec un médicament. Notre technologie d’IA, Sapian, nous permet de partir d’une liste de 20 000 protéines humaines pour arriver à une liste beaucoup plus petite de protéines potentiellement pertinentes. C’est ce que nous avons fait pour le Viagra et 77.999 autres molécules et ce que nous pouvons faire pour n’importe quel médicament, qu’il soit connu ou inconnu.”

Nicolas Maignan, Chief Operating Officer de Kantify et auteur principal du premier Livre Blanc sur le Sildenafil.

Nouveaux groupes de protéines identifiés par Sapian

Revenons au Sildenafil. Qu’apportent les prédictions de l’IA à la compréhension du Sildenafil? L’IA apporte essentiellement de nouvelles hypothèses. L’une d’elles est que le Sildenafil n’agit pas seulement par l’intermédiaire de PDE5, qui est sa cible thérapeutique connue depuis des décennies, mais aussi peut-être par des groupes de cibles appelés récepteurs de l’adénosine et facteurs de croissance des fibroblastes. Alors que les récepteurs de l’adénosine ont été identifiés dans la littérature comme importants dans le contexte de l’hypertension artérielle pulmonaire, et récemment identifiés comme cibles du Viagra, les facteurs de croissance des fibroblastes ne sont pas encore connus pour être des cibles du Viagra, même s’ils sont connus pour jouer un rôle dans l’hypertension pulmonaire, ainsi que d’autres maladies, telles que la fibrose pulmonaire.

Autre élément essentiel: l’IA identifie des cibles diverses (récepteurs GABA, protéines de l’autophagie,..) impliquées dans la fonction cérébrale et des maladies telles qu’Alzheimer et Parkinson. Certaines de ces cibles pourraient être la courroie manquante pour expliquer pourquoi le rôle du Sildenafil dans la fonction cérébrale et notamment son rôle dans la prévention de la maladie d’Alzheimer a été démontré.

Un autre hypothèse apportée par l’IA Sapian est que le Sildenafil se lie avec des cibles de l’autophagie, un processus biologique communément appelé la “poubelle du corps”. L'autophagie est un processus cellulaire permettant aux cellules de dégrader et de recycler leurs composants endommagés ou inutiles, contribuant ainsi à leur renouvellement et à la survie cellulaire. Ce mécanisme joue un rôle crucial dans le maintien de l'homéostasie cellulaire et la défense contre les maladies. L'autophagie est actuellement en vogue dans le monde biopharma, en raison de son implication dans de nombreuses maladies, y compris le cancer, les maladies neurodégénératives et les infections, ouvrant des perspectives prometteuses pour de nouveaux traitements thérapeutiques.

Prochaines étapes

L’entreprise travaille déjà à la publication d’une nouvelle partie de son Atlas, dans le cadre de sa série “Behind the Pill”, dont le premier opus paraît le 30 juillet. Dans la prochaine édition de Behind the Pill, Kantify dévoilera de nouvelles cibles potentielles d’un autre médicament bien connu et largement utilisé. À travers cet exercice, Kantify souhaite contribuer à la meilleure compréhension de la face cachée des médicaments et ainsi accélérer la découverte de médicaments pour les patients en attente de traitement.

Documentation

Livre Blanc complet disponible ici https://kantify.com/insights

Contact

Email hello@kantify.com

Téléphone +32 2 808 48 77

Personne de contact: Segolene Martin, CEO

À propos de Kantify

Kantify est une entreprise TechBio basée en Belgique, développant Sapian, plateforme IA propriétaire pour la découverte de cibles thérapeutiques et de petites molécules. L’équipe de direction est composée de Ségolène Martin (PDG), Nik Subramanian (CTO) et Nicolas Maignan (COO). La société se concentre principalement sur les maladies rares et le cancer.


Nederlandse versie

Kantify kondigt een nieuw "Atlas" van geneesmiddelen aan, die de onbekende doelen van 78.000 moleculen kan voorspellen

Het Belgische 'TechBio' bedrijf Kantify, gespecialiseerd in Artificiële Intelligentie (AI) voor de ontdekking van geneesmiddelen, kondigt vandaag aan dat het een oefening heeft voltooid waarbij AI werd gebruikt om de onbekende effecten van gekende moleculen en geneesmiddelen op het menselijk lichaam te voorspellen. Deze analyse heeft het bedrijf in staat gesteld een ongekende "Atlas" van interacties tussen moleculen en alle gekende menselijke eiwitten samen te stellen. Deze door AI aangedreven Atlas, bestaande uit 78.000 moleculen (natuurlijke verbindingen, experimentele geneesmiddelen en commercieel verkrijgbare geneesmiddelen) en 1,4 miljard voorspellingen, maakt deel uit van de AI-technologie van Kantify, genaamd Sapian. Het zal een van de hulpmiddelen zijn die dit innovatieve bedrijf gebruikt om de ontdekking van geneesmiddelen te versnellen door nieuwe hypotheses te genereren die momenteel onbekend zijn bij de wetenschap. Vandaag onthult het bedrijf in een eerste Whitepaper de voorspellingen van zijn Atlas voor een zeer bekend geneesmiddel, Sildenafil (Viagra).

Een nieuw begrip van geneesmiddelen

Toen het "TechBio" bedrijf Kantify begon te werken aan AI voor de ontdekking van geneesmiddelen, realiseerde het zich al snel dat zijn AI-technologie een heel ander begrip had van geneesmiddelen dan algemeen bekend is. "Sapian, onze AI-technologie, gaf ons aan dat een geneesmiddel dat werd gebruikt voor kanker ook relevant was voor een belangrijk therapeutisch doelwit bij de behandeling van epilepsie. We hebben het getest en het werkte zeer goed in het laboratorium. We hebben de test dan in andere domeinen herhaald en ook daar werkte het." legt CEO Ségolène Martin uit. "We realiseerden ons dat deze voorspellingen over het algemeen betrouwbaar waren en dat Sapian in staat was om onbekende biochemische mechanismen te begrijpen. Het was fascinerend."

Het topje van de ijsberg

In de praktijk is het ontdekken van het exacte effect van een molecule een uiterst moeilijke oefening. Heel vaak ontdekken farmaceutische bedrijven dit pas na jarenlang laboratoriumonderzoek of klinisch onderzoek, of zelfs wanneer hun geneesmiddelen al op de markt zijn. Sommige van deze effecten zijn positief, andere zullen ongewenste bijwerkingen zijn. Meestal is het echt moeilijk om de oorsprong van deze effecten te begrijpen. Dit is het geval met Sildenafil, ook bekend als Viagra. Dit geneesmiddel, oorspronkelijk ontwikkeld voor angina pectoris, werd vervolgens gebruikt voor de behandeling van erectiestoornissen en later pulmonale hypertensie. Recent onderzoek van de Universiteit van Oxford heeft zelfs aangetoond dat Viagra een effect heeft op de hersenfunctie, maar ondanks geavanceerd onderzoek is het nog steeds niet bekend via welke specifieke eiwitten dit effect wordt geproduceerd.

"Wat meestal bekend is, is slechts het topje van de ijsberg. Wat we nu kunnen doen met AI, is identificeren welke eiwitten in ons lichaam waarschijnlijk met een geneesmiddel zullen interageren. Onze AI-technologie, stelt ons in staat om te beginnen met een lijst van 20.000 menselijke eiwitten en deze te verkleinen tot een veel kleinere lijst van potentieel relevante eiwitten. Dit hebben we gedaan voor Viagra en 77.999 andere moleculen en dit kunnen we doen voor elk geneesmiddel, gekend of ongekend."

Nicolas Maignan, Chief Operating Officer van Kantify en hoofdauteur van de eerste Whitepaper over Sildenafil.

Nieuwe groepen eiwitten geïdentificeerd door Sapian

Terug naar Viagra. Wat brengen de AI-voorspellingen aan nieuwe inzichten over Sildenafil? De AI levert voornamelijk nieuwe hypothesen. Een daarvan is dat Sildenafil niet alleen werkt via PDE5, zijn al decennia bekende therapeutische doelwit, maar mogelijk ook via groepen doelwitten zoals adenosinereceptoren en fibroblastgroeifactoren. Hoewel adenosinereceptoren in de literatuur zijn geïdentificeerd als belangrijk in de context van pulmonale hypertensie, en recent zijn geïdentificeerd als doelwitten van Viagra, zijn fibroblastgroeifactoren nog niet bekend als doelwitten van Viagra, hoewel ze een rol spelen in pulmonale hypertensie en andere ziekten, zoals pulmonaire fibrose.

Een ander essentieel element: de AI identificeert diverse doelwitten (GABA-receptoren, autofagie-eiwitten, enz.) betrokken bij hersenfunctie en ziekten zoals Alzheimer en Parkinson. Sommige van deze doelwitten zouden de ontbrekende schakel kunnen zijn om te verklaren waarom de rol van Sildenafil in de hersenfunctie, met name in de preventie van de ziekte van Alzheimer, is aangetoond.

Een andere hypothese gebracht door Sapian is dat Sildenafil bindt met autofagie-doelwitten, een biologisch proces dat vaak de "vuilnisbak van het lichaam" wordt genoemd. Autofagie is een cellulair proces waarmee cellen hun beschadigde of overbodige componenten kunnen afbreken en recycleren, waardoor hun vernieuwing en overleving wordt bevorderd. Dit mechanisme speelt een cruciale rol bij het behoud van cellulaire homeostase en de verdediging tegen ziekten. Autofagie is momenteel een hot topic in de biofarmaceutische wereld vanwege zijn betrokkenheid bij tal van ziekten waaronder kanker, neurodegeneratieve ziekten en infecties, en biedt veelbelovende perspectieven voor nieuwe therapeutische behandelingen.

Volgende stappen

Het bedrijf werkt al aan de publicatie van een nieuw deel van zijn Atlas, als onderdeel van zijn serie "Behind the Pill", waarvan het eerste deel op 30 juli verschijnt. In de volgende editie van Behind the Pill zal Kantify nieuwe potentiële doelwitten onthullen van een ander bekend en veelgebruikt geneesmiddel. Met deze oefening wil Kantify bijdragen aan een beter begrip van de verborgen kanten van geneesmiddelen en zo de ontdekking van geneesmiddelen versnellen voor patiënten die wachten op behandeling.

Documentatie

Volledige Whitepaper hier beschikbaar: https://kantify.com/insights

Contact

Email: hello@kantify.com

Telefoon: +32 2 808 48 77

Contactpersoon: Segolene Martin, CEO

Over Kantify

Kantify is een TechBio-bedrijf gevestigd in België, dat een eigen AI-platform, Sapian, ontwikkelt voor de ontdekking van therapeutische doelwitten en kleine moleculen. Het managementteam bestaat uit Ségolène Martin (CEO), Nik Subramanian (CTO) en Nicolas Maignan (COO). Het bedrijf richt zich voornamelijk op zeldzame ziekten en kanker.


Pictures

Photo 1 : Nicolas Maignan, Kantify COO, Lead Author of Behind The Pill Issue #1 on Sildenafil Photo 2 : Segolene Martin, Kantify CEO