Naukowcy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Wirginii opracowali innowacyjne narzędzie komputerowe, które może znacząco przyspieszyć rozwój nowych metod leczenia chorób. To nowoczesne rozwiązanie wykracza poza obecne podejścia oparte na sztucznej inteligencji, nie tylko identyfikując populacje pacjentów, które mogą skorzystać na danej terapii, ale także analizując, w jaki sposób leki działają na poziomie komórkowym.
Nowe narzędzie, nazwane LogiRx, jest przykładem na to, jak zaawansowana analiza może pomóc w prognozowaniu skutków działania leków. W ramach badań naukowcy zidentyfikowali niezwykle obiecujący kandydat na lek zapobiegający niewydolności serca – jednej z głównych przyczyn zgonów w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie. Ich odkrycie otwiera drogę do potencjalnej zmiany w sposobie leczenia poważnych schorzeń kardiologicznych.
Nowatorskie podejście do przewidywania skuteczności leków
LogiRx to narzędzie oparte na sztucznej inteligencji, które pozwala przewidywać, jak leki wpływają na procesy biologiczne w organizmie. Dzięki tej technologii naukowcy mogą lepiej zrozumieć, jakie dodatkowe efekty – poza ich pierwotnym przeznaczeniem – mogą wywoływać poszczególne substancje farmaceutyczne. Na przykład, w trakcie badań odkryto, że lek przeciwdepresyjny escitalopram, stosowany na co dzień w terapii depresji i zaburzeń lękowych, może również chronić serce przed szkodliwymi zmianami prowadzącymi do niewydolności serca.
Profesor Jeffrey J. Saucerman, jeden z autorów badania, podkreśla, że kluczowe w rozwoju medycyny opartej na sztucznej inteligencji jest nie tylko wykrywanie wzorców, lecz także generowanie nowej wiedzy. „LogiRx pomaga nam określić nie tylko to, które leki mogą zostać wykorzystane w leczeniu chorób serca, ale również w jaki sposób działają na poziomie komórkowym” – tłumaczy naukowiec.
Zapobieganie niewydolności serca
Każdego roku niewydolność serca prowadzi do śmierci ponad 400 000 Amerykanów. Jednym z charakterystycznych objawów tego schorzenia jest przerost mięśnia sercowego, zwany kardiomiopatią przerostową. W wyniku tego procesu serce staje się zbyt grube, co ogranicza jego zdolność do skutecznego pompowania krwi.
Zespół badawczy, kierowany przez doktoranta Taylora Eggertsena, postanowił sprawdzić, czy LogiRx jest w stanie wskazać leki potencjalnie zapobiegające temu zjawisku. Narzędzie przeanalizowało 62 substancje farmakologiczne, które wcześniej uznano za obiecujące w tym zakresie. Spośród nich LogiRx zidentyfikował siedem leków, których „off-target” efekty mogłyby skutecznie powstrzymywać patologiczny przerost komórek serca. W kolejnych eksperymentach laboratoryjnych udało się potwierdzić skuteczność dwóch z tych leków, w tym escitalopramu.
Weryfikacja wyników badań
Aby potwierdzić swoje przewidywania, naukowcy przeprowadzili dodatkowe testy laboratoryjne oraz przeanalizowali dane pacjentów, którzy przyjmowali escitalopram. Okazało się, że osoby stosujące ten lek były istotnie mniej narażone na rozwój kardiomiopatii przerostowej. To przełomowe odkrycie może otworzyć drogę do nowych metod leczenia osób zagrożonych niewydolnością serca.
„LogiRx pozwala na odnalezienie nowych, nieoczekiwanych zastosowań dla dobrze znanych leków, które zostały już uznane za bezpieczne dla ludzi” – wyjaśnia Eggertsen, badacz z Wydziału Inżynierii Biomedycznej na Uniwersytecie Wirginii. Jak dodaje, narzędzie to może nie tylko pomóc w rozszerzaniu grup pacjentów, którzy mogą odnieść korzyści z terapii, ale także zapobiegać niepożądanym efektom ubocznym leków.
Perspektywy przyszłych badań
Zanim lekarze będą mogli zacząć przepisywać escitalopram w celu ochrony serca, konieczne będą dalsze badania laboratoryjne oraz przeprowadzenie rygorystycznych badań klinicznych. Mimo to Saucerman i jego zespół optymistycznie patrzą na przyszłość tej technologii – zarówno w kontekście leczenia kardiomiopatii przerostowej, jak i wielu innych poważnych schorzeń.
„Sztuczna inteligencja przyspiesza wiele aspektów opracowywania nowych leków, ale wciąż mamy do czynienia z wyzwaniami związanymi z pełnym zrozumieniem ich mechanizmów działania w organizmie” – tłumaczy Saucerman. „LogiRx to ważny krok w stronę połączenia algorytmów AI z dotychczasową wiedzą z zakresu biologii komórkowej, co pozwala odkrywać nowe zastosowania dla istniejących leków.”
Publikacja wyników
Artykuł opisujący wyniki badań został opublikowany w prestiżowym czasopiśmie naukowym Proceedings of the National Academy of Sciences. W skład zespołu badawczego weszli Taylor G. Eggertsen, Joshua G. Travers, Elizabeth J. Hardy, Matthew J. Wolf, Timothy A. McKinsey oraz Jeffrey J. Saucerman. Naukowcy podkreślają, że nie mają żadnych interesów finansowych związanych ze swoim odkryciem, a ich praca ma na celu wyłącznie rozwój nauki i poprawę jakości życia pacjentów.
