Международная группа исследователей из Эдинбургского университета и Испанского национального исследовательского совета IBBTEC-CSIC использовала искусственный интеллект для ускорения открытия лекарств против старения.
Их исследование выявили 3 потенциальных сенолитических препарата, способных замедлить старение и предотвратить возрастные заболевания. Эти препараты действуют путем уничтожения стареющих клеток, которые часто называют "клетками-зомби". Такие клетки остаются метаболически активными, но не способны к репликации.
Хотя остановка репликации клеток действует как защитный механизм, предотвращающий распространение клеточных повреждений, это не совсем просто.
Эта защитная мера призвана предотвратить размножение клеток, поврежденных ДНК - например, клеток, пострадавших от воздействия солнечного света. Остановив репликацию поврежденных клеток, организм гарантирует, что повреждение не распространится на другие клетки.
Однако эти клетки, которые перестали делиться, известные как сенисцентные клетки, потенциально могут причинить вред. Когда они переходят в стадию старения, они начинают выделять белки, которые, как известно, вызывают воспаление.
Это может повлиять на соседние здоровые клетки, потенциально создавая воспалительную среду. Со временем такое накопление воспаления может привести к различным осложнениям со здоровьем.
Например, воспаление связано со многими болезнями, включая неврологические и дегенеративные заболевания, диабет 2-го типа, фиброз легких, остеоартрит и рак.
Поэтому, хотя прекращение репликации клеток имеет решающее значение для предотвращения распространения повреждений ДНК, воспалительная реакция, связанная со стареющими клетками, может привести к другим проблемам со здоровьем, если ее не лечить должным образом.
Вот тут-то и могут помочь сенолитические препараты.
Роль искусственного интеллекта
Предыдущие исследования на лабораторных мышах показали, что сенолитические препараты улучшают этот воспалительный сценарий, уничтожая стареющие клетки и щадя здоровые.
Хотя существует около 80 известных сенолитиков, только комбинация двух из них, дазатиниба и кверцетина, была протестирована на людях.
Открытие лекарственных препаратов требует огромных затрат и обычно занимает от 10 до 20 лет - это значительное узкое место в конвейере разработки лекарств. В этом исследовании ученые использовали машинное обучение (ML) для ускорения открытия новых сенолитических препаратов.
Они обучили модели ИИ на существующих сенолитиках и не сенолитиках, что позволило ИИ различать их и предсказывать вероятность того, что не встреченные молекулы окажутся сенолитиками.
Из 4340 рассмотренных молекул ИИ в течение 5 минут выделил 21 с высокой вероятностью сенолитика.
Один из авторов исследования, доктор Ванесса Смер-Баррето, рассказал The Conversation что при традиционном тестировании в лаборатории только на закупку соединений уйдет 50 000 фунтов стерлингов, не считая стоимости оборудования и установки.
После испытаний in vitro на здоровых и стареющих клетках 3 из 21 молекулы - периплоцин, олеандрин и линкодин - эффективно уничтожали стареющие клетки, не повреждая при этом нормальные клетки.
В ходе дальнейших испытаний олеандрин, соединение, содержащееся в растении олеандр, превзошел самые известные сенолитики подобного рода.
Сейчас команда тестирует три кандидата в сенолитики на тканях легких человека, а результаты ожидаются примерно через два года.
За последние несколько месяцев искусственный интеллект выявленные потенциальные антибиотики эффективное средство для уничтожения лекарственно-устойчивых бактерий, а гонконгская биотехнологическая компания получила разрешение на начало клинических испытаний препарата Лекарство, открытое искусственным интеллектом.
Способность искусственного интеллекта проводить сложный анализ молекул значительно ускоряет процесс разработки фармацевтических препаратов, открывая новые возможности для борьбы с распространенными и трудноизлечимыми состояниями и заболеваниями.
