מדעני בית הספר לרפואה של אוניברסיטת וירג'יניה יצרו כלי חישובי להאצת פיתוח טיפולי מחלות חדשים. הכלי חורג מגישה של בינה מלאכותית נוכחית (AI) על ידי זיהוי לא רק אילו אוכלוסיות מטופלות עשויות להפיק תועלת אלא גם כיצד התרופות עובדות בתוך תאים.
החוקרים הדגימו את פוטנציאל הכלי על ידי זיהוי מועמד מבטיח למנוע אי ספיקת לב, גורם מוות מוביל בארצות הברית ובעולם.
כלי ה- AI החדש שנקרא Logirx, יכול לחזות כיצד תרופות ישפיעו על תהליכים ביולוגיים בגוף, ויסייע למדענים להבין את ההשפעות שיש לתרופות מלבד מטרתן המקורית. לדוגמה, החוקרים מצאו כי האסיטלופרם נגד הדיכאון, שנמכר כלקספרו, עשוי למנוע שינויים מזיקים בלב המובילים לאי ספיקת לב, מצב הגורם כמעט למחצית מכל מקרי המוות הקרדיווסקולריים בארצות הברית.
AI צריכה לעבור מגילוי דפוסים ליצירת הבנה. הכלי Logirx שלנו עוזר לנו לזהות לא רק אילו תרופות ניתן להחזיר מחדש למחלות לב אלא כיצד הם עובדים בלב. "
ג'פרי ג'יי סוקרמן. PHD, UVA
מניעת אי ספיקת לב
אי ספיקת לב הורגת יותר מ -400,000 אמריקאים מדי שנה. אחד מסימני ההיכר שלו הוא צמיחת יתר של תאים המעבים את שריר הלב ומונעים מהאיבר לשאוב דם כפי שהוא צריך. זה ידוע בשם היפרטרופיה לבבית.
Saucerman וצוותו, בהובלת הסטודנטית לתואר שלישי טיילור אגרטסן, רצו לבדוק אם לוגירס יכול לזהות תרופות עם פוטנציאל למנוע היפרטרופיה לבבית, ובסופו של דבר, לנקוט באי ספיקת לב. הם השתמשו בכלי כדי להעריך 62 תרופות שזוהו בעבר כמועמדים מבטיחים למשימה. לוגירס הצליחה לחזות השפעות "מחוץ למטרה" עבור שבע מהתרופות הללו שיכולות לעזור במניעת היפרטרופיה סלולרית מזיקה, שאושרו בתאים לשתי מהתרופות.
לאחר מכן העריכו המדענים את תחזיותיו של לוגירקס על ידי ביצוע בדיקות מעבדה ועל ידי התבוננות בתוצאות בחולים הנוטלים את התרופות. האחרונים חשפו כי חולים הנוטלים אסיטלופרם היו בעלי סיכוי נמוך יותר לפתח היפרטרופיה לבבית.
"Logirx מזהה שימושים חדשים בלתי צפויים לתרופות ישנות שכבר הוכחו כבטוחות בבני אדם", אמר אגרטסן, במחלקת ההנדסה הביו -רפואית של UVA, תוכנית משותפת של בית הספר לרפואה ובית הספר להנדסה. "כלי זה יכול לעזור לחוקרים לחקור אוכלוסיות מטופלים חדשות שיכולות ליהנות מתרופה או להימנע מתופעות לוואי לא רצויות."
יידרשו מחקר נוסף במעבדה ומחקרים קליניים לפני שרופאים עשויים להתחיל לרשום את Escitalopram לבריאות הלב. אולם Saucerman נרגש מהפוטנציאל של Logirx לקידום והאיץ טיפולים חדשים לא רק להיפרטרופיה לבבית אלא לשלל מצבים רפואיים חמורים אחרים.
"AI מאיצה היבטים רבים של פיתוח תרופות, אך היא התקדמה פחות במתן ההבנה הנדרשת כיצד עובדת התרופות הללו בגוף", אמר סוקרמן. "Logirx הוא צעד לקראת שילוב AI עם ידע קיים כיצד התאים פועלים כדי למצוא שימושים חדשים לתרופות ישנות."
ממצאים שפורסמו
החוקרים פרסמו את ממצאיהם ב PNAS, המשך האקדמיה הלאומית למדעיםו צוות המחקר כלל את אגרטסן, ג'ושוע ג 'טרברס, אליזבת ג'יי הארדי, מתיו ג'יי וולף, טימותי א. מקינזי וסוקרמן. למדענים אין שום אינטרס כלכלי בעבודה.
