Medicamente anti-îmbătrânire descoperite cu ajutorul IA

Medicamente anti-îmbătrânire descoperite cu ajutorul IA
mai 13 09:32 2023
Articol scris de:
Timp citire articol: 4 minut(e)

Inteligența Artificială folosită la identificarea medicamentelor anti-îmbătrânire care vizează celule „zombi”.

O nouă lucrare apărută în numărul din mai al revistei Nature Aging, realizată de cercetătorii de la Integrated Biosciences, o companie de biotehnologie care combină biologia sintetică și învățarea automată pentru a viza îmbătrânirea, demonstrează puterea inteligenței artificiale (IA) de a descoperi noi compuși senolitici, o clasă de molecule mici care fac obiectul unor studii intense pentru capacitatea lor de a suprima procesele legate de îmbătrânire, cum ar fi fibroza, inflamația și cancerul.

Cercetarea realizată în colaborare cu cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și Harvard, descrie screening-ul ghidat de IA a peste 800.000 de compuși care a dus la descoperirea a trei candidați de medicamente cu o eficacitate comparabilă și proprietăți clinice superioare celor ale senoliticelor aflate în prezent în curs de cercetare.

„Acest rezultat al cercetării reprezintă o etapă importantă atât pentru cercetarea longevității, cât și pentru aplicarea inteligenței artificiale la descoperirea de medicamente”, a declarat Felix Wong, doctor în științe, cofondator al Integrated Biosciences și primul autor al publicației.

Potrivit oamenilor de știință, aceste date „demonstrează explorarea spațiului chimic in silico” pentru identificarea mai multor candidați anti-îmbătrânire care „au mai multe șanse de reușită în clinică, în comparație chiar și cu cele mai promițătoare exemple de acest gen studiate în prezent”

Senoliticele sunt compuși care induc selectiv apoptoza, sau moartea celulară programată, în celulele senescente care nu se mai divid.

Un semn distinctiv al îmbătrânirii, celulele senescente au fost implicate într-un spectru larg de boli și afecțiuni legate de vârstă, inclusiv cancer, diabet, boli cardiovasculare și boala Alzheimer.

În ciuda rezultatelor clinice promițătoare, majoritatea compușilor senolitici identificați până în prezent prezintă constrângeri legate de o biodisponibilitatea redusă și efecte secundare adverse.

Companiile de biotehnologie încearcă să depășească aceste obstacole, pentru a viza alte semne distinctive neglijate ale îmbătrânirii și pentru a avansa dezvoltarea medicamentelor anti-îmbătrânire în general, folosind IA, biologia sintetică și alte instrumente de ultimă generație.

„Una dintre cele mai promițătoare căi de tratare a bolilor legate de îmbătrânire este identificarea unor intervenții terapeutice care să elimine selectiv aceste celule din organism, în mod similar cu modul în care antibioticele ucid bacteriile fără a afecta celulele gazdă”, spune Satotaka Omori, doctor în biologie, șef al departamentului de biologie a îmbătrânirii de la Integrated Biosciences și coautor al primei părți a publicației.

Compușii identificați acum prezintă o selectivitate ridicată, precum și proprietățile necesare pentru a produce un medicament de succes, spun autorii cercetării.

„Credem că acești compuși descoperiți cu ajutorul platformei inteligente vor avea perspective îmbunătățite în cadrul studiilor clinice și, în cele din urmă, vor ajuta la restabilirea sănătății persoanelor îmbătrânite”, a precizat Omori.

În noul lor studiu, cercetătorii au antrenat rețele neuronale profunde pe date generate experimental pentru a estima activitatea senolitică a moleculelor.

Folosind unt model de IA, ei au descoperit trei compuși senolitici foarte selectivi și puternici dintr-un spațiu chimic de peste 800.000 de molecule.

Toți trei au prezentat proprietăți chimice care sugerează o biodisponibilitate orală ridicată și s-au dovedit a avea profiluri de toxicitate favorabile în testele de hemoliză și genotoxicitate.

Analizele structurale și biochimice indică faptul că toți cei trei compuși se leagă de Bcl-2, o proteină care reglează apoptoza și care este, de asemenea, o țintă a chimioterapiei.

Experimentele de testare a unuia dintre compuși la șoareci în vârstă de 80 de săptămâni, ceea ce corespunde aproximativ cu oamenii de 80 de ani, au indicat că acesta a eliminat celulele senescente și a redus expresia genelor asociate senescenței în rinichi.

„Această lucrare ilustrează modul în care IA poate fi utilizată pentru a aduce medicina cu un pas mai aproape de terapiile care abordează îmbătrânirea, una dintre provocările fundamentale ale biologiei”, a declarat James J. Collins, profesor de inginerie și științe medicale la MIT.

Cercetătorii au demonstrat anterior că pot viza răspunsurile celulare la stres folosind sisteme și biologia sintetică.

Cercetătorii speră că studiul va reprezenta o referință în domeniul descoperirii de medicamente și va conduce la progrese substanțiale în cercetarea longevității.

Dr. Collins este autorul principal al articolului din Nature Aging și a condus echipa care a descoperit primul antibiotic identificat prin învățare automată în 2020.

(Foto: Senoliticele sunt o clasă emergentă de compuși medicamentoși în curs de cercetare care ucid selectiv celulele senescente asociate cu îmbătrânirea (stânga, cu colorare roșie) fără a afecta alte celule (dreapta). Folosind inteligența artificială (IA), cercetătorii de la Integrated Biosciences au identificat, pentru prima dată, trei senolitice cu o eficacitate comparabilă și cu proprietăți similare cu cele ale unor medicamente superioare față de principalii compuși în curs de cercetare. Credit:Integrated Bioscience).

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu