7 жовтня, 2024
Штучний інтелект визначає нові варіанти знеболення без використання опіоїдів
За оцінками, приблизно 60 % українців живуть із хронічним болем, і сучасні варіанти лікування ще не досягли такого рівня розвитку, який відповідав би потребам і лікарів, і хворих. Фейсюн Чен, директор Центру генома клініки Клівленда (штат Огайо, США), застосовує штучний інтелект (ШІ) для відкриття ліків для передового лікування болю. Структура глибокого навчання команди визначила численні метаболіти, отримані з кишкових мікробіомів, і препарати, уже схвалені FDA, які можна перепрофілювати для лікування хронічного болю без звикання та використання опіоїдів.
Лікування хронічного болю за допомогою опіоїдів усе ще є проблемою через ризик серйозних побічних ефектів і залежності. Останні дослідження показали, що введення препаратів у певну підмножину рецепторів болю, які називаються G-білковими рецепторами (GPCR), може забезпечити полегшення болю без звикання. Замість того, щоб винаходити нові молекули, команда вчених вирішила перевірити, чи зможуть вони застосувати вже схвалені препарати для знеболення. Частиною цього процесу є картування кишкових метаболітів для виявлення точних мішеней для фармацевтичних засобів.
Аби визначити, чи буде певна молекула працювати як ліки, дослідникам потрібно передбачити, як вона фізично взаємодіятиме з больовими рецепторами та впливатиме на них. Для цього вченим потрібний тривимірний аналіз молекул на основі великої кількості двовимірних даних про їхні фізичні, структурні та хімічні властивості. «Навіть за допомогою сучасних обчислювальних методів об’єднання кількості даних, необхідних для нашого прогностичного аналізу, є надзвичайно складним і трудомістким, – пояснює Чен. – Штучний інтелект може швидко й повністю аналізувати дані про сполуки та білки, отримані в результаті візуалізації, еволюційних і хімічних експериментів, щоби передбачити, яка сполука має найкращі шанси належним чином вплинути на наші больові рецептори».
Науковці використовували ШІ, щоб передбачити, як 369 кишкових мікробних метаболітів і 2308 препаратів, схвалених FDA, будуть взаємодіяти із 13 рецепторами болю. Модель глибокого навчання, яку назвали LISA-CPI, визначила кілька сполук, які можна перепрофілювати для знеболення, і зараз проводяться активні дослідження для перевірки цих сполук у лабораторії. Наступний крок – експерименти на тваринах і, у разі підтвердження безпеки та ефективності ліків, – дослідження на людях.
Джерело: https://www.cell.com/cell-reports-methods/fulltext/S2667-2375(24)00243-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2667237524002431%3Fshowall%3Dtrue