Acidul gastric este o componentă cheie în digestia alimentelor. Cu toate acestea, atunci când echilibrul secreţiei mucoasei gastrice este perturbat, acidul gastric poate provoca disconfort şi, în cazuri grave, afecţiuni precum ulcerul gastric şi esofagita de reflux. Multe persoane apelează la supresoarele de acid gastric, majoritatea dintre acestea vizând pompa de protoni gastrică responsabilă de secreţia de acid gastric. Aceste medicamente ajută la neutralizarea acidului gastric, oferind uşurare persoanelor care suferă de arsuri la stomac şi de afecţiuni asociate.
Cercetătorii de la Universitatea Nagoya, din Japonia, au creat şi îmbunătăţit modelele de inteligenţă artificială (AI) pentru a sintetiza un compus candidat pentru un nou inhibitor al acidului gastric cu o afinitate de legare mai bună decât medicamentele existente.
Descoperirile lor, publicate recent în Communications Biology, sugerează o nouă modalitate de lucru în tandem cu AI pentru dezvoltarea produselor farmaceutice.
Echipa de cercetători japonezi s-a concentrat asupra structurii sterice a pompei gastrice de protoni, o structură proteică complexă din mucoasa stomacului care transportă protonii H+ care alcătuiesc HCl, acidul care formează acidul gastric.
Ei au analizat-o folosind Deep Quartet, o platformă de descoperire a medicamentelor bazată pe inteligenţă artificială.
Cu ajutorul AI, cercetătorii au conceput noi compuşi candidaţi cu structuri chimice unice pentru a ţinti eficient pompa de protoni (inhibitori IPP) gastrică.
Echipa a urmărit să identifice compuşi care ar putea să se lege simultan la mai multe situsuri ale pompei de protoni, sporind eficacitatea generală a medicamentelor.
Aceştia au sintetizat chimic noii compuşi candidaţi şi au analizat structurile lor de legare la proteine cu ajutorul microscopiei crioelectronice. Apoi, compuşii au fost modificaţi în continuare pentru a le îmbunătăţi capacitatea de legare.
Cercetătorii au folosit AI pentru a genera peste 100 de compuşi candidaţi cu structuri chimice unice.
Chimiştii experţi şi specialiştii în biologie structurală au selectat apoi cei mai promiţători candidaţi pentru sinteză şi au testat cât de puternic se leagă şi inhibă pompa de protoni gastrică, dezvăluind în cele din urmă că un compus sintetizat (DQ-06) a prezentat o legătură mai puternică decât compuşii de referinţă existenţi.
În plus, pentru a obţine informaţii despre mecanismul de legare, grupul de cercetare a utilizat microscopia crioelectronică pentru a vizualiza interacţiunea moleculei cu pompa de protoni gastrică.
Ei au descoperit că există loc pentru îmbunătăţiri suplimentare în ceea ce priveşte puterea de legare a compuşilor. Pe baza acestor cunoştinţe, a fost sintetizat un nou compus, DQ-18, prin introducerea unui atom de clor în DQ-06, ceea ce a dus la o legătură şi mai puternică.
Această abordare inovatoare a dus la crearea unui compus cu o afinitate de legare de aproape 10 ori mai mare decât cea a SCH28080, prototipul pentru inhibitorii de acid gastric.
Noua cercetare arată importanţa folosirii AI în descoperirea de medicamente.
Cercetările reprezintă un pas semnificativ înainte în dezvoltarea de produse farmaceutice, promiţând tratamente mai eficiente pentru afecţiunile legate de acidul gastric şi inspirând noi abordări în ceea ce priveşte descoperirea de noi medicamente.
Colaborarea dintre cercetători şi inteligenţa artificială prezintă potenţialul AI de a revoluţiona lumea medicinei şi de a îmbunătăţi sănătatea umană alături de oamenii de ştiinţă.
