ИИ выявил кандидатов на антивозрастные препараты убивающие клетки-зомби

 

Новая публикация в майском номере журнала Nature Aging исследователей из Integrated Biosciences, биотехнологической компании, объединяющей синтетическую биологию и машинное обучение для борьбы со старением, демонстрирует возможности искусственного интеллекта (ИИ) для открытия новых сенолитических соединений - класса малых молекул, которые интенсивно изучаются на предмет их способности подавлять возрастные процессы, такие как фиброз, воспаление и рак.

 

В статье "Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks", написанной в сотрудничестве с исследователями из Массачусетского технологического института (MIT) и Броадовского института при MIT и Гарварде, описывается скрининг более 800 000 соединений под руководством ИИ, в результате которого были обнаружены три кандидата в лекарственные препараты, обладающие сравнимой эффективностью и превосходящие по своим лекарственно-химическим свойствам те сенолитики, которые исследуются в настоящее время.

 

"Результат этого исследования является важной вехой как для исследований в области долголетия, так и для применения искусственного интеллекта для поиска лекарств", - сказал Феликс Вонг, доктор философии, соучредитель компании Integrated Biosciences и первый автор публикации. "Эти данные демонстрируют, что мы можем исследовать химическое пространство in silico и получить несколько соединений-кандидатов для борьбы со старением, которые имеют больше шансов на успех в клинике, по сравнению даже с самыми многообещающими образцами, изучаемыми сегодня".

 

Сенолитики - это соединения, которые избирательно вызывают апоптоз, или запрограммированную клеточную смерть, в стареющих клетках, которые больше не делятся. Пожилые клетки, являющиеся отличительной чертой старения, причастны к широкому спектру возрастных заболеваний и состояний, включая рак, диабет, сердечно-сосудистые заболевания и болезнь Альцгеймера. Несмотря на многообещающие клинические результаты, большинство сенолитических соединений, выявленных на сегодняшний день, не обладают достаточной биодоступностью и имеют неблагоприятные побочные эффекты. Компания Integrated Biosciences была основана в 2022 году, чтобы преодолеть эти препятствия, нацелиться на другие забытые признаки старения и продвинуть разработку антивозрастных препаратов в целом, используя искусственный интеллект, синтетическую биологию и другие инструменты нового поколения.

 

"Одним из наиболее перспективных путей лечения возрастных заболеваний является поиск терапевтических вмешательств, которые избирательно удаляют эти клетки из организма подобно тому, как антибиотики убивают бактерии, не причиняя вреда клеткам хозяина. Обнаруженные нами соединения демонстрируют высокую селективность, а также обладают благоприятными медико-химическими свойствами, необходимыми для создания успешного лекарства", - сказал Сатотака Омори, доктор философии, руководитель отдела биологии старения в Integrated Biosciences и первый автор публикации. "Мы считаем, что соединения, открытые с помощью нашей платформы, будут иметь более высокие перспективы в клинических испытаниях и в конечном итоге они помогут восстановить здоровье стареющих людей".

 

В своем новом исследовании ученые Integrated Biosciences обучили глубокие нейронные сети на экспериментально полученных данных, чтобы предсказать сенолитическую активность любой молекулы. Используя эту модель искусственного интеллекта, они обнаружили три высокоселективных и мощных сенолитических соединения из химического пространства, включающего более 800 000 молекул. Все три соединения обладают химическими свойствами, указывающими на высокую пероральную биодоступность, и имеют благоприятный профиль токсичности в тестах на гемолиз и генотоксичность.

 

Структурный и биохимический анализы показали, что все три соединения связывают Bcl-2, белок, регулирующий апоптоз и являющийся мишенью химиотерапии. Эксперименты по тестированию одного из соединений на 80-недельных мышах, что примерно соответствует 80-летним людям, показали, что оно очищает стареющие клетки и снижает экспрессию генов, связанных со старением, в почках.

 

"Эта работа иллюстрирует, как искусственный интеллект может быть использован для того, чтобы сделать медицину на шаг ближе к терапии старения - одной из фундаментальных проблем биологии", - сказал Джеймс Дж. Коллинз, доктор философии, профессор медицинской инженерии и науки Термеера в Массачусетском технологическом институте и председатель научного консультативного совета Integrated Biosciences. Доктор Коллинз, который является старшим автором статьи в Nature Aging, возглавлял группу, которая в 2020 году открыла первый антибиотик, идентифицированный с помощью машинного обучения.

 

"Integrated Biosciences развивает фундаментальные исследования, которые моя академическая лаборатория проводила в течение последних десяти лет, показывая, что мы можем направлять клеточные стрессовые реакции с помощью системной и синтетической биологии. Этот экспериментальный опыт и созданная на его основе великолепная платформа делают эту работу выдающейся в области поиска лекарств и будут способствовать существенному прогрессу в исследованиях долголетия".

Источник: phys.org