Inteligjenca artificiale hap mundësi të reja në mjekësinë kundër plakjes

Një punim i fundit i botuar në Nature Aging nga studiues nga Integrated Biosciences, një kompani bioteknologjike që kombinon biologjinë sintetike dhe mësimin e makinerive për të luftuar plakjen. Punimi tregon se si inteligjenca artificiale (AI) mund të përdoret për të identifikuar komponimet e reja senolitike. Këto janë një klasë e molekulave të vogla që marrin vëmendje të konsiderueshme për shkak të potencialit të tyre për të penguar proceset e lidhura me plakjen si fibroza, inflamacioni dhe kanceri.

Punimi kërkimor është rezultat i një përpjekjeje bashkëpunuese që përfshin studiues nga Instituti i Teknologjisë i Massachusetts (MIT) dhe Instituti i gjerë i MIT dhe Harvard. Publikimi përshkruan analizën e udhëhequr nga AI i mbi 800,000 përbërjeve, të cilat identifikuan me sukses tre ilaçe të mundshme me efikasitet të krahasueshëm dhe veti kimike mjekësore superiore me ato të senolitikëve aktualisht nën hetim.

“Ky rezultat i hulumtimit është një moment historik i rëndësishëm si për kërkimin e jetëgjatësisë ashtu edhe për aplikimin e inteligjencës artificiale në zbulimin e drogës,” tha Felix Wong, Ph.D., bashkëthemelues i Integrated Biosciences dhe autori i parë i botimit. “Këto të dhëna tregojnë se ne mund të eksplorojmë hapësirën kimike në silikon dhe të dalim me përbërës të shumtë kandidatë kundër plakjes që kanë më shumë gjasa të kenë sukses në klinikë, krahasuar edhe me shembujt më premtues të llojit të tyre që studiohen sot.”

Senolitikët janë komponime që në mënyrë selektive nxisin apoptozën, ose vdekjen e programuar të qelizave, në qelizat e vjetra që nuk ndahen më. Një shenjë dalluese e plakjes, qelizat e vjetra janë implikuar në një spektër të gjerë sëmundjesh dhe kushtesh të lidhura me moshën, duke përfshirë kancerin, diabetin, sëmundjet kardiovaskulare dhe sëmundjen e Alzheimerit.

Pavarësisht nga rezultatet premtuese klinike, shumica e komponimeve senolitike të identifikuara deri më sot janë penguar nga biodisponibiliteti i dobët dhe efektet anësore negative. Integrated Biosciences u themelua në vitin 2022 për të kapërcyer këto pengesa, për të synuar shenja të tjera të neglizhuara të plakjes dhe për të avancuar zhvillimin e ilaçeve kundër plakjes në përgjithësi duke përdorur inteligjencën artificiale, biologjinë sintetike dhe mjete të tjera të gjeneratës së ardhshme.

“Një nga rrugët më premtuese për të trajtuar sëmundjet e lidhura me moshën është identifikimi i ndërhyrjeve terapeutike që heqin në mënyrë selektive këto qeliza nga trupi në mënyrë të ngjashme me mënyrën se si antibiotikët vrasin bakteret pa dëmtuar qelizat pritëse. Komponimet që zbuluam shfaqin selektivitet të lartë, si dhe vetitë e favorshme kimike medicinale të nevojshme për të prodhuar një ilaç të suksesshëm, “tha Satotaka Omori, Ph.D., Shef i Biologjisë së Plakjes në Integrated Biosciences dhe autori i parë i përbashkët i botimit. “Ne besojmë se komponimet e zbuluara duke përdorur platformën tonë do të kenë perspektiva të përmirësuara në provat klinike dhe përfundimisht do të ndihmojnë në rivendosjen e shëndetit tek individët e moshuar.”

Në studimin e tyre të ri, studiuesit e Integrated Biosciences trajnuan rrjete të thella nervore në të dhëna të krijuara eksperimentalisht për të parashikuar aktivitetin senolitik të çdo molekule. Duke përdorur këtë model të AI, ata zbuluan tre komponime senolitike shumë selektive dhe të fuqishme nga një hapësirë kimike prej mbi 800,000 molekulash.

Të treja shfaqën veti kimike që sugjerojnë biodisponibilitet të lartë oral dhe u zbulua se kishin profile të favorshme toksiciteti në testet e hemolizës dhe gjenotoksicitetit. Analizat strukturore dhe biokimike tregojnë se të tre përbërësit lidhin Bcl-2, një proteinë që rregullon apoptozën dhe është gjithashtu një objektiv i kimioterapisë. Eksperimentet që testuan një nga komponimet në minjtë 80-javorë, afërsisht që korrespondojnë me njerëzit 80-vjeçarë, zbuluan se ai pastronte qelizat e plakura dhe reduktonte shprehjen e gjeneve të lidhura me plakjen në veshka.

“Kjo punë ilustron se si AI mund të përdoret për të sjellë mjekësinë një hap më afër terapive që trajtojnë plakjen, një nga sfidat themelore në biologji,” tha James J. Collins, Ph.D., Profesor Termeer i Inxhinierisë Mjekësore dhe Shkencës në MIT. dhe kryetar themelues i Bordit Këshillimor Shkencor të Integruar të Bioshkencave. “Integrated Biosciences po ndërton mbi kërkimin bazë që laboratori im akademik ka bërë për dekadën e fundit apo më shumë, duke treguar se ne mund të synojmë përgjigjet e stresit qelizor duke përdorur sisteme dhe biologji sintetike. Ky turne eksperimental dhe platforma yjore që e prodhoi e bëjnë këtë punë të spikatur në fushën e zbulimit të barnave dhe do të nxisë përparim të konsiderueshëm në kërkimin e jetëgjatësisë.