ИИ помогает находить новые лекарства против старения
Исследователи использовали искусственный интеллект для открытия новых сенолитических соединений, которые могут подавлять возрастные процессы, такие как рак и воспаление. Обучая глубокие нейронные сети на экспериментальных данных, они смогли идентифицировать три мощных кандидата в лекарства из химического пула, состоящего из более чем 800 000 молекул, обещая превосходные клинические свойства существующим сенолитикам.
Новая платформа обещает стимулировать прогресс в разработке сенолитических антивозрастных соединений и исследованиях долголетия.
Недавняя статья, опубликованная в Nature Aging исследователями из Integrated Biosciences, биотехнологической компании, сочетающей синтетическую биологию и машинное обучение для борьбы со старением. В статье показано, как искусственный интеллект (ИИ) может быть использован для идентификации новых сенолитических соединений. Это класс малых молекул, которым уделяется значительное внимание из-за их способности подавлять процессы, связанные со старением, такие как фиброз, воспаление и рак.
Исследовательская работа является результатом совместных усилий исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) и Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда. В публикации представлен анализ более 800 000 соединений под руководством искусственного интеллекта, в ходе которого были успешно определены три потенциальных препарата с эффективностью, сопоставимой с эффективностью и превосходящими медицинскими химическими свойствами сенолитиков, которые в настоящее время исследуются.
«Этот результат исследования является важной вехой как для исследований долголетия, так и для применения искусственного интеллекта для разработки лекарств», — сказал Феликс Вонг, доктор философии, соучредитель Integrated Biosciences и первый автор публикации.
«Эти данные демонстрируют, что мы можем исследовать химическое пространство in silico и получить несколько потенциальных антивозрастных соединений, которые с большей вероятностью будут успешными в клинике, по сравнению даже с самыми многообещающими примерами такого рода, изучаемыми сегодня».
ИИ открыл новые мощные препараты против старения
Сенолитики — это новый класс исследуемых лекарственных соединений, которые избирательно убивают стареющие клетки, связанные со старением (слева, с красным окрашиванием), не затрагивая другие клетки (справа). Используя искусственный интеллект, исследователи из Integrated Biosciences впервые идентифицировали три сенолитика с сопоставимой эффективностью и превосходными лекарственными свойствами по сравнению с ведущими исследуемыми соединениями.
Сенолитики — это соединения, которые избирательно вызывают апоптоз, или запрограммированную гибель клеток, в стареющих клетках, которые больше не делятся. Являясь отличительной чертой старения, стареющие клетки были вовлечены в широкий спектр 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, были затруднены из-за низкой биодоступности и неблагоприятных побочных эффектов. Компания Integrated Biosciences была основана в 2022 году для преодоления этих препятствий, борьбы с другими игнорируемыми признаками старения и продвижения разработки антивозрастных лекарств в более широком смысле с использованием искусственного интеллекта, синтетической биологии и других инструментов следующего поколения.
«Одним из наиболее перспективных способов лечения возрастных заболеваний является определение терапевтических вмешательств, которые избирательно удаляют эти клетки из организма подобно тому, как антибиотики убивают бактерии, не нанося вреда клеткам-хозяевам.
Соединения, которые мы обнаружили, демонстрируют высокую селективность, а также благоприятные медицинские химические свойства, необходимые для получения успешного лекарства», — сказал Сатотака Омори, доктор философии, руководитель отдела биологии старения в Integrated Biosciences и соавтор публикации. «Мы считаем, что соединения, обнаруженные с помощью нашей платформы, будут иметь улучшенные перспективы в клинических испытаниях и в конечном итоге помогут восстановить здоровье стареющих людей».
Открытие высокоселективных сенолитиков на основе искусственного интеллекта
Учёные из компании Integrated Biosciences использовали искусственный интеллект (ИИ), чтобы предсказать, какие молекулы могут быть эффективными в борьбе со старением. Они обучили нейросеть на реальных лабораторных данных и проверили более 800 000 соединений. В результате было найдено три мощных и избирательных сенолитика — вещества, которые убивают только старые и повреждённые клетки, не трогая здоровые.
Все три соединения обладают хорошей усвояемостью при приёме внутрь и не показали токсичности в тестах. Учёные также выяснили, что эти вещества действуют через белок Bcl-2, который участвует в "самоуничтожении" клеток — и уже используется в химиотерапии.
Один из препаратов был протестирован на пожилых мышах (аналог возраста 80 лет у человека). Результаты показали: средство эффективно очищает организм от стареющих клеток и уменьшает активность "старческих" генов в почках.
Профессор Джеймс Коллинз из Массачусетского технологического института (MIT) прокомментировал:
«Эта работа — шаг вперёд в создании настоящих лекарств против старения. Она основана на многолетних научных исследованиях и показывает, как технологии вроде ИИ и синтетической биологии могут менять подход к лечению возрастных болезней».
