ИИ откри, че лекарствата срещу рак могат да лекуват и Алцхаймер

ИИ генерира нови идеи за старите и вече познати лекарства, пише медицинският научен портал Medscape.com.

Изследователите, които използват сложни методи, базирани на ИИ, сега се насочват към това, което се е превърнало в тухлена стена за прецизното разработване на лекарства за Алцхаймер: сложната хетерогенност както на пациентите, така и на болестта.

В нова статия в списание Cell се използва нов подход за многопластови доказателства, за да се идентифицират съществуващи - и вероятно изненадващи - лекарства, които могат да бъдат пренасочени за лечение на коварната болест. Използвайки клетъчния механизъм и хетерогенността на популацията от пациенти като основни насоки, изследователите от Калифорнийския университет в Сан Франциско (UCSF) изказват хипотезата, че различните клетки реагират по различен начин на патологията на заболяването, и се опитват да идентифицират кандидати, които терапевтично променят поведението на множество видове клетки.

Те използваха арсенал от изследователски техники - от основни статистически данни до лабораторна работа с мишки, подсилена с изкуствен интелект. Получената фуния от резултати се насочи с поразителна последователност към две лекарства за рак: летрозол и иринотекан.

Това не е първият случай, когато лекарства обръщат проблемите с паметта и патологията на заболяването при мишки, но подходът е забележителен с комбинацията си от изчислителна биология, данни от медицински записи и животински модели.

Експертът по функционална геномика д-р Каган Кизил от Колумбийския университет в Ню Йорк нарича резултатите „убедителни“. Д-р Фейшонг Ченг, директор на Геномния център на Кливландската клиника, Кливланд, нарече откритията „крайъгълен камък“ и „невероятно постижение“.

„Този добър пример определя стандартите за следващи проучвания за това как изчислителната биология, големите данни, клиничните данни, транслационната неврология и животинските модели могат да се включат в създаването на по-бързи или по-интелигентни терапии“, каза Кизил.

Как го направиха

Изследователите са използвали набори от данни за човешки единични клетки като отправна точка за разработване на профил на генната експресия.

„Смятаме, че тъй като глиалните и невронните клетки са толкова различни, те вероятно се нуждаят от различни медикаменти чрез различни механизми, за да променят болестното си състояние в здравословно“, казва един от старшите автори д-р Марина Сирота, временно изпълняваща длъжността директор на UCSF Bakar Computational Health Sciences Institute. „И затова наистина се нуждаем от едноклетъчни данни, за да можем да направим това, тъй като трябва систематично да характеризираме молекулярните промени на тези различни клетъчни типове при болестно състояние.“

 След това те идентифицираха 82 кандидати за промяна на предназначението на лекарствата от база данни с 1300 одобрени от FDA или предварително проучени варианти, които биха могли да повлияят на профила на поне един клетъчен тип, а 25 кандидати биха могли да повлияят на повече от един клетъчен тип.

Те използвали данните от медицинските досиета, за да прецизират списъка с кандидати до 10, а по-нататъшното задълбочено проучване разкрило пет варианта, които показали, че вероятността пациентите, които са приемали поне едно от лекарствата, да развият БА е по-малка, отколкото хората с подобно заболяване, които не са приемали лекарството.

Комбинираният терапевтичен подход с летрозол и иринотекан е насочен към всичките пет основни типа мозъчни клетки с потенциал да промени сигнатурите на генната експресия за БА.

Следващата стъпка е тестването на лекарствата върху мишки. В лабораторията на съавтора Ядонг Хуанг, доктор на медицинските науки, екипът използва агресивен модел на заболяване, който включва както амилоидни отлагания, така и тау заплитания. Комбинираната терапия превъзхожда терапията с едно лекарство, като намалява патологията и възстановява паметта. Анализът на мозъчни проби от мишки потвърждава възстановяването на нормалната експресия на отделните клетки.

Кизил, който не е участвал в проучването и също така работи за разширяване на изследванията на БА, например в областта на кръвоносните съдове, похвали многопластовия подход на екипа на UCSF. 

"Те започват от идеята за коригиране на дисрегулираните генни мрежи по специфичен за клетъчния тип начин, защото ако един протеин се обърка при заболяване, той засяга много неща. Така че може да не успеем да коригираме само чрез коригиране на функцията на този един ген или протеин", казва Кизил. "Диагностицираме хората, когато са на 60, 70, 80 години, а патологията може да започне много по-рано - преди десетилетия. Така че това, което те разглеждат в тази статия, е какво се променя в по-голям мрежови мащаб и дали има някакви лекарства, които биха могли частично да възстановят това."