CMB / Getty Images
Kľúčové jedlá
- Nový výskum ukazuje, že vedci vyvinuli umelú inteligenciu s cieľom nájsť nové využitie existujúcich liekov, čo je proces známy aj ako opätovné použitie liekov.
- Opakované použitie liekov môže skrátiť časový rámec, ktorý zvyčajne trvá na získanie súhlasu s novými liekmi, a tiež znížiť riziko spojené s testovaním bezpečnosti nových liekov.
- Tento proces sa už použil na urýchlenie vývoja liekov súvisiacich s COVID-19.
Nový výskum, ktorý začiatkom tohto mesiaca zverejnila Ohio State University (OSU), ukazuje, že vedci dosiahli úspech pomocou metódy strojového učenia s cieľom určiť, či je možné určité lieky nahradiť novými spôsobmi použitia. Tento proces vyvinutý výskumníkom je dôležitým pokrokom, pretože podľa správy zverejnenej v roku 2005 dokáže rýchlejšie identifikovať kandidáty na lieky, ktoré môžu byť opätovne použité na liečbu mnohých chorôb.Prírodná inteligencia strojov4. januára.
„Táto práca ukazuje, ako je možné pomocou umelej inteligencie (AI)„ otestovať “drogu na pacientovi a urýchliť tvorbu hypotéz a potenciálne urýchliť klinické skúšanie,“ hlavný autor štúdie Ping Zhang, PhD, odborný asistent v odbore počítačov vedy a techniky a biomedicínskej informatiky na OSU, uviedol v tlačovej správe: "Lekára však nikdy nenahradíme - o drogách budú vždy rozhodovať klinici."
Drogová výmena samozrejme nie je nová. Jeden príklad? Injekcie botoxu, ktoré boli prvýkrát schválené na liečbu prekrížených očí, sa ďalej používali ako liečba migrény a tiež kozmeticky na zníženie výskytu vrások. Štúdia OSU sa zamerala na opätovné použitie liekov, ktoré zabraňujú srdcovému zlyhaniu a mozgovej príhode u pacientov s ochorením koronárnych artérií, dokázala však, že rámec je možné uplatniť na väčšinu chorôb.
Využitie umelej inteligencie v štúdii urýchľuje proces, ktorý bol už navrhnutý na zníženie časového rámca potrebného na získanie súhlasu s novými liekmi, uvádza Národné centrum pre pokrokové vedy v oblasti prekladu (NCATS).
„Mnoho látok schválených na iné použitie už bolo testovaných na ľuďoch, takže sú k dispozícii podrobné informácie o ich farmakológii, zložení a potenciálnej toxicite,“ upozorňuje web NCATS. „Pretože opätovné využitie nadväzuje na predchádzajúce úsilie v oblasti výskumu a vývoja, mohli by byť nové kandidátske terapie rýchlo pripravené na klinické skúšky, čo by urýchlilo ich preskúmanie Úradom pre kontrolu potravín a liečiv a ak bude schválené, ich integráciu do zdravotnej starostlivosti.“
Opätovné použitie liekov môže podľa tlačovej správy tiež znížiť riziko spojené s testovaním bezpečnosti nových liekov.
Čo to pre vás znamená
V budúcnosti môže byť s pomocou AI rýchlejší a efektívnejší proces výmeny liekov. Schvaľovanie liekov ako remdesivir pre COVID-19 môže byť rýchlejší proces.
Ako sú identifikované lieky na opätovné použitie?
Predtým, ako sa Zhang a jeho spoluriešitelia v štúdii OSU ponorili do výhod plynúcich z opätovného použitia liekov, tvrdili, že „zlatým štandardom“ v testovaní liekov sú stále randomizované klinické štúdie na stanovenie účinnosti lieku proti chorobe.
„[Ale] strojové učenie môže zodpovedať za stovky - alebo tisíce - ľudských rozdielov medzi veľkou populáciou, ktoré by mohli ovplyvniť fungovanie lieku v tele,“ uvádza sa v tlačovej správe. "Tieto faktory alebo faktory, ktoré pôsobia zmätkom, od veku, pohlavia a rasy až po závažnosť ochorenia a výskyt ďalších chorôb, fungujú ako parametre počítačového algoritmu hlbokého učenia, na ktorom je rámec založený."
Postup identifikácie liekov na opätovné použitie spočíva v tom, že laboratórium najskôr vyvinie „test“, proces, ktorý mu umožní sledovať účinnosť zlúčeniny, hovorí Pek Lum, PhD, spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Auransa, farmaceutickej spoločnosti založenej na AI. Veľmi dobre.
„Knižnica už vypustených zlúčenín (môže byť v desaťtisícoch), ktoré je možné opraviť, bude testovaná (testovaná) na účinnosť pomocou testu,“ vysvetľuje Lum. „Len čo sa opätovne určený liek identifikuje pomocou skríningu, bude sa v laboratóriu ďalej testovať na účinnosť pri navrhovanom použití. V niektorých prípadoch, ak už bola zlúčenina predtým testovaná v klinických štúdiách s prijateľným bezpečnostným profilom pre podobnú indikáciu, alebo v prípade mimoriadnych udalostí, ako je pandémia, by mohla ísť priamo do klinických štúdií bez nutnosti predvádzania predklinických testov na zvieratách. opäť bezpečnosť. “
Zatiaľ čo repasované lieky budú musieť ešte prejsť klinickými skúškami, aby sa preukázala účinnosť pri novom použití, Lum tvrdí, že opätovné použitie liekov je veľmi užitočný spôsob, ako zahájiť drogový program „pretože môže skrátiť množstvo potrebných krokov alebo prinajmenšom , človek by mal byť schopný dozvedieť sa o opätovne použitom lieku prostredníctvom predtým generovaných údajov. “
Opätovné použitie pre COVID-19
Ak si kladiete otázku, či sa opätovné použitie liekov môže alebo nemôže použiť na urýchlenie procesu prevencie a liečby COVID-19, odpoveď je áno - a už má.
"Úsilie o identifikáciu už uvedených liekov, ktoré je možné nahradiť liekom COVID-19, sa začalo na začiatku pandémie," hovorí Lum. „Laboratóriá začali testovať už známe antivírusové lieky proti COVID-19 [pomocou skríningového procesu], ktoré sú uvedené vyššie. Napríklad remdesivir bol testovaný a preukázal sa ako efektívny v testoch relevantných pre COVID-19 a pokusy na jeho testovanie boli uvedené veľmi rýchlo do pohybu. “
Stephen T.C. Wong, PhD, profesor počítačových vied, systémovej medicíny a bioinžinierstva v onkológii na Houston Methodist Research Institute, s tým súhlasí a dodáva, že Remdesivir je liek, ktorý bol pôvodne navrhnutý na boj proti ebole.
„Tento príklad nezahŕňa sofistikovanú analýzu umelej inteligencie z dôvodu núdze situácií COVID-19, ktoré si vyžadujú rýchle a okamžité kroky, ale stále sleduje štyri kroky pri zmene polohy drog,“ hovorí Wong pre Verywell.
Ako pomáha AI?
Wong zdôrazňuje, že AI pokrýva oveľa väčšie priestory na hľadanie kandidátov na drogy ako jednotliví vedci alebo klinici.
"Na makroúrovni môže AI pomôcť určiť správne načasovanie a dávkovanie pre efektívne podanie znovu použitého lieku," hovorí. „Napríklad prostredníctvom ťažby elektronických lekárskych záznamov môže AI identifikovať„ podpis “zlých výsledkov na časovej osi hospitalizácie a usmerniť distribúciu zdrojov (napr. Ventilátory) a načasovanie aplikácie rôznych terapeutík.“
Na mikroúrovni „AI môže pomôcť pochopiť biomolekuly podieľajúce sa na príčinných súvislostiach a liečbe chorôb, vytvárať lepšiu zhodu medzi premiestnenými liekmi a cieľovými proteínmi a identifikovať potenciálne nepriaznivé vedľajšie účinky,“ hovorí Wong.
Wong celkovo hovorí, že podstata umelej inteligencie je, že môže zamiesť priestor hľadania kandidátov na drogy nad rámec ľudských schopností, ako aj „analyzovať a kvantifikovať“ údaje, ktoré môžu viesť k lepšiemu rozhodovaniu a zmene polohy liekov na zlepšenie ľudského zdravia.
.jpg)
-overview.jpg)
