Inteligenţa artificială (AI) ar putea fi cheia unor tratamente de terapie genică mai precise şi mai eficiente.
Un nou studiu al universităţii Aarhus, din Danemarca, a descoperit că, prin aplicarea predicţiilor AI asupra structurilor proteice, tehnologia CRISPR este îmbunătăţită, editarea ADN-ul la pacient fiind mai precisă.
Această descoperire ar putea duce la tratamente mai eficiente, spun specialiştii.
Atunci când ceva nu merge bine în ADN-ul nostru poate duce la tulburări genetice sau la dezvoltarea unor boli precum cancerul, distrofia musculară şi boala Huntington.
Dar inventarea tehnologiei de editare a genelor, cum ar fi CRISPR-Cas9, care acţionează ca o foarfecă moleculară şi este folosită pentru a tăia o anumită bucată de ADN din genomul nostru, s-a dovedit că are potenţialul de a schimba tratamentul şi prevenirea acestor boli.
Acum, oamenii de ştiinţă de la universitatea Aarhus au găsit o modalitate de îmbunătăţi editarea ADN prin utilizarea inteligenţei artificiale (AI).
Un instrument perfecţionat pentru o editare mai precisă ar putea duce la tratamente mai bune pentru pacienţii cu afecţiuni genetice, explică cercetătorul principal al studiului, profesorul Yonglun Luo de la departamentul de biomedicină, de la Aarhus
„CRISPR este o tehnologie fantastică, dar ceea ce observăm este că, uneori, există mici imperfecţiuni în tăieturi, ceea ce duce la modificări mici şi nedorite ale secvenţei ADN. Prin dezvoltarea unui instrument mai mic şi mai precis numit editare a bazelor, oamenii de ştiinţă se apropie de posibilitatea de a corecta greşelile genetice care cauzează boli şi de a dezvolta, în viitor, opţiuni de tratament mai bune şi poate chiar leacuri pentru diverse tulburări genetice", a declarat profesorul.
AI a dus la descoperirea unui instrument de editare genetică mai precis
Proteinele îşi execută funcţiile într-o structură tridimensională (3D).
Echipa de la Aarhus a folosit inteligenţa artificială (AI), în acest caz aşa-numita AlphaFold2, pentru a prezice structura proteică 3D şi a descoperi sute de proteine asemănătoare deaminazelor, care sunt un grup de enzime capabile să modifice elementele constitutive din ADN, cunoscute sub numele de nucleotide.
Adesea, proteinele asemănătoare deaminazelor sunt utilizate într-o formă mai precisă în tehnica de editare a genelor, cunoscută sub numele de editare a bazelor, asupra căreia s-au concentrat în mod special cercetătorii în cadrul proiectului, spune profesorul Yonglun Luo.
„Simplificat, editarea bazelor poate fi explicată ca o modalitate de a repara greşelile de ortografie din codul nostru genetic. ADN-ul nostru este alcătuit din patru blocuri de construcţie numite nucleotide şi, uneori, poate exista o singură nucleotidă incorectă care provoacă o boală genetică. Editarea bazei are ca scop corectarea acestor greşeli specifice prin schimbarea nucleotidei greşite cu cea corectă", a explicat cercetătorul.
Prin identificarea şi aplicarea ingineriei genetice asupra unei versiuni mai mici a proteinei deaminazei, oamenii de ştiinţă dispun acum de un instrument de editare genetică mai precis şi mai puternic.
„Acest lucru reprezintă o descoperire în domeniul ingineriei proteinelor şi deschide noi posibilităţi de proiectare şi manipulare a proteinelor pentru diverse aplicaţii, inclusiv în alte domenii cum este şi agricultura", spune profesorul Yonglun Luo.
Această abordare pentru predicţia structurii proteinelor bazată pe AI poate fi extinsă pentru a descoperi şi a proiecta alte proteine pentru editarea precisă a genomului.
Aplicând această strategie la diferite familii de proteine sau la ţinte specifice, cercetătorii pot descoperi noi proprietăţi şi funcţionalităţi care pot fi utilizate în diverse domenii, cum ar fi medicina, agricultura şi biotehnologia.
Profesorul Yunglun Luo şi echipa sa speră acum să continue cercetarea cu studii de monitorizare axate pe evaluarea performanţei descoperirii lor în diferite modele de boli şi celule umane.
Ei şi-au propus să determine potenţialul instrumentului inteligent nou dezvoltat de a corecta mutaţiile care cauzează boli şi de a avansa medicina de precizie.
