17 липня, 2023
Штучний інтелект дає надію пацієнтам із лізосомною хворобою накопичення
Штучний інтелект стає все більш важливим у відкритті ліків. Досягнення у використанні великих баз даних, алгоритмів навчання та потужних комп’ютерів дали змогу дослідникам Цюріхського університету (UZH) краще зрозуміти серйозне захворювання.
Цистиноз — це рідкісна лізосомальна хвороба накопичення, яка вражає приблизно 1 зі 100 000 до 200 000 новонароджених у всьому світі. Нефропатичний (незапальний) цистиноз, найпоширеніша і важка форма захворювання, проявляється симптомами захворювання нирок протягом перших місяців життя, що часто призводить до ниркової недостатності у віці до 10 років. Діти із цистинозом страждають від руйнівної мультисистемної хвороби, яка наразі не піддається лікуванню.
Дослідники UZH разом із компанією Insilico Medicine, яка використовує штучний інтелект для відкриття ліків, працювали над розкриттям клітинного механізму, що лежить в основі захворювання нирок за цистинозу. Використовуючи модельні системи та платформу Insilico PandaOmics, вони визначили шляхи, що викликають захворювання, і пріоритетні терапевтичні цілі. Їхні висновки виявили причинно-наслідковий зв'язок між регуляцією білка під назвою mTORC1 і хворобою. Накопичення цистину стимулює активацію білка mTORC1, що призводить до порушення диференціювання та функції канальцевих клітин нирок.
Оскільки пацієнти із цистинозом часто потребують трансплантації нирки для відновлення її функції, є нагальна потреба в більш ефективних методах лікування. Використовуючи платформу PandaOmics, дослідницька група UZH розпочала пошук наявних ліків, які можна було б перепрофілювати для лікування цистинозу. Це включало аналіз структури ліків, цільових ферментів, потенційних побічних ефектів та ефективності в уражених тканинах. Уже ліцензований рапаміцин (сиролімус) був визначений як перспективний кандидат для лікування цистинозу. Дослідження клітинних систем і модельних організмів підтвердили, що лікування препаратом відновлює активність лізосом і рятує клітинні функції.
Початково сиролімус застосовувався для профілактики відторгнення трансплантату після пересадки нирки. Рапаміцин пригнічує mTOR, зв'язуючись зі своїм рецептором – цитоплазматичним білком FKBP12. Це зв'язування призводить до дестабілізації mTORC1, який повинен регулювати аутофагію, контроль трансляції, транскрипційну регуляцію та деякі інші функції, пов'язані із клітинним зростанням та виживанням. Хоча терапевтичні переваги цього підходу вимагатимуть подальших клінічних досліджень, науковці вважають, що ці результати, отримані завдяки унікальній міждисциплінарній співпраці, наближають нас до створення ліків для пацієнтів із цистинозом.
Джерело: https://www.nature.com/articles/s41467-023-39261-3