Un team internazionale di ricercatori dell'Università di Edimburgo e del Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo IBBTEC-CSIC ha impiegato l'intelligenza artificiale per accelerare la scoperta di farmaci anti-invecchiamento.
Il loro studio ha identificato 3 potenziali farmaci senolitici in grado di decelerare l'invecchiamento e prevenire le malattie legate all'età. Questi farmaci funzionano eliminando le cellule senescenti, spesso chiamate "cellule zombie". Queste cellule rimangono metabolicamente attive ma non sono in grado di replicarsi.
L'arresto della replicazione cellulare è un meccanismo difensivo per prevenire la diffusione del danno cellulare, ma non è del tutto semplice.
Questa misura protettiva ha lo scopo principale di impedire la proliferazione delle cellule che hanno subito danni al DNA, ad esempio quelle danneggiate dall'esposizione alla luce solare. Bloccando la replicazione di queste cellule danneggiate, l'organismo si assicura che il danno non si diffonda ad altre cellule.
Tuttavia, queste cellule che hanno smesso di dividersi, note come cellule senescenti, possono potenzialmente causare danni. Quando entrano nella fase di senescenza, iniziano a rilasciare proteine note per causare infiammazioni.
Ciò può influire sulle cellule sane vicine, creando potenzialmente un ambiente infiammatorio. Nel tempo, questo accumulo di infiammazione può contribuire a varie complicazioni di salute.
Ad esempio, l'infiammazione è legata a molte malattie, tra cui quelle neurologiche e degenerative, il diabete di tipo 2, la fibrosi polmonare, l'osteoartrite e il cancro.
Pertanto, se da un lato l'interruzione della replicazione cellulare è fondamentale per prevenire la diffusione del danno al DNA, dall'altro la risposta infiammatoria associata alle cellule senescenti può portare ad altri problemi di salute se non viene gestita correttamente.
Ed è qui che i farmaci senolitici possono aiutare.
Il ruolo dell'intelligenza artificiale
Precedenti ricerche su topi di laboratorio hanno dimostrato che i farmaci senolitici migliorano questo scenario infiammatorio eliminando le cellule senescenti e risparmiando quelle sane.
Sebbene esistano circa 80 senolitici noti, solo una combinazione di due, dasatinib e quercetina, è stata testata nell'uomo.
La scoperta di farmaci è eccezionalmente costosa e di solito richiede dai 10 ai 20 anni: è un collo di bottiglia significativo nella pipeline di sviluppo dei farmaci. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato l'apprendimento automatico (ML) per accelerare la scoperta di nuovi farmaci senolitici.
Hanno addestrato modelli di intelligenza artificiale su senolitici e non senolitici esistenti, consentendo all'intelligenza artificiale di distinguerli e di prevedere la probabilità che le molecole non incontrate siano senolitiche.
Su 4.340 molecole valutate, l'IA ne ha segnalate 21 con un'alta probabilità di essere senolitiche entro 5 minuti.
Una delle autrici dello studio, la dott.ssa Vanessa Smer-Barreto, ha dichiarato a The Conversation che, se testato tradizionalmente in laboratorio, richiederebbe 50.000 sterline solo per l'acquisto dei composti, escludendo il costo delle attrezzature e dell'allestimento.
In seguito a test in vitro su cellule sane e senescenti, 3 delle 21 molecole, periplocina, oleandrina e Linkedin, hanno eliminato efficacemente le cellule senescenti risparmiando quelle normali.
In ulteriori test, l'oleandrina, un composto presente nella pianta di oleandro, ha superato i più noti senolitici di questo tipo.
Il team sta ora testando i 3 candidati senolitici su tessuto polmonare umano, con risultati attesi tra circa due anni.
Negli ultimi due mesi, l'intelligenza artificiale ha potenziali antibiotici identificati efficace nell'uccidere i batteri resistenti ai farmaci, e un'azienda biotecnologica con sede a Hong Kong ha ricevuto l'approvazione per l'avvio di studi clinici con un farmaco Farmaco scoperto dall'intelligenza artificiale.
La capacità dell'intelligenza artificiale di eseguire analisi complesse delle molecole sta accelerando notevolmente le pipeline di sviluppo farmaceutico, aprendo nuove opportunità per affrontare condizioni e malattie comuni e difficili da trattare.
