Virdžinijos universiteto medicinos mokyklos mokslininkai sukūrė skaičiavimo įrankį, skirtą pagreitinti naujų ligų gydymo būdų vystymąsi. Įrankis peržengia dabartinį dirbtinio intelekto (AI) metodą, nustatant ne tik tai, kurios pacientų populiacijos gali būti naudingos, bet ir tai, kaip vaistai veikia ląstelėse.
Tyrėjai pademonstravo įrankio galimybes nustatydami perspektyvų kandidatą užkirsti kelią širdies nepakankamumui – pagrindinė mirties priežastis JAV ir visame pasaulyje. Tyrimas paskelbtas žurnale Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai.
Naujasis AI įrankis, vadinamas „LogIRX“, gali numatyti, kaip vaistai paveiks biologinius procesus organizme, padėdamas mokslininkams suprasti vaistų poveikį, išskyrus jų pradinį tikslą. Pavyzdžiui, tyrėjai nustatė, kad antidepresantas escitalopramas, parduotas kaip „Lexapro“, gali užkirsti kelią kenksmingiems širdies pokyčiams, kurie lemia širdies nepakankamumą – būklę, sukeliančią beveik pusę visų širdies ir kraujagyslių sistemos mirčių JAV.
„PG turi pereiti nuo modelių nustatymo prie supratimo generavimo“, – sakė UVA Jeffrey J. Saucerman. Ph.D. „Mūsų„ Logirx “įrankis padeda mums nustatyti ne tik tai, kurie vaistai gali būti pakartotinai susiję su širdies ligomis, bet ir tai, kaip jie veikia širdyje.”
Užkirsti kelią širdies nepakankamumui
Širdies nepakankamumas kasmet žudo daugiau nei 400 000 amerikiečių. Vienas iš jo požymių yra ląstelių pervargimas, kuris sutirština širdies raumenis ir neleidžia organui siurbti kraujo taip, kaip turėtų. Tai žinoma kaip širdies hipertrofija.
Saucermanas ir jo komanda, vadovaujami Ph.D. Studentas Taylor Eggertsen norėjo išsiaiškinti, ar „LogIRX“ galėtų nustatyti vaistus, turinčius galimybę išvengti širdies hipertrofijos ir galiausiai nutraukti širdies nepakankamumą. Jie panaudojo įrankį 62 vaistams, kurie anksčiau buvo nustatyti kaip perspektyvūs kandidatai į užduotį, įvertinti. „LogIRX“ sugebėjo numatyti „ne tikslinį“ poveikį septyniems iš šių vaistų, kurie galėtų padėti išvengti kenksmingos ląstelių hipertrofijos, kuri buvo patvirtinta ląstelėse dviem vaistams.
Tada mokslininkai įvertino „LogIRX“ prognozes atlikdami laboratorinius testus ir žiūrėdami į pacientų vartojančių vaistų rezultatus. Pastarasis atskleidė, kad pacientams, vartojantiems escitalopramą, žymiai mažiau tikėtina, kad išsivysto širdies hipertrofija.
„„ Logirx “nustato netikėtus naujus senų narkotikų, kurie jau yra saugūs žmonėms, naudojimo būdus“, – sakė Eggertsenas, UVA Biomedicinos inžinerijos departamente, bendroje medicinos ir inžinerijos mokyklos programoje. „Ši priemonė gali padėti tyrėjams ištirti naujas pacientų populiacijas, kurioms gali būti naudinga vaistas arba išvengti nepageidaujamo šalutinio poveikio.”
Prieš pradedant gydytojus, reikės papildomų laboratorinių tyrimų ir klinikinių tyrimų. Tačiau Saucermanas džiaugiasi „Logirx“ galimybe tobulinti ir pagreitinti naujus gydymo būdus ne tik širdies hipertrofijai, bet ir daugybei kitų rimtų sveikatos sutrikimų.
„PG paspartina daugelį narkotikų kūrimo aspektų, tačiau tai padarė mažesnę pažangą suteikdama reikiamą supratimą, kaip šie narkotikai veikia organizme“, – teigė Saucermanas. „Logirx yra žingsnis siekiant suderinti AI ir esamas žinias apie tai, kaip ląstelės dirba ieškant naujų senų vaistų naudojimo būdų.”
Tyrimo komandą sudarė Eggertsenas, Joshua G. Traversas, Elizabeth J. Hardy, Matthew J. Wolf, Timothy A. McKinsey ir Saucerman. Mokslininkai neturi finansinio susidomėjimo darbu.