CMB / Getty Images
Ključni za poneti
- Novo istraživanje pokazuje da su znanstvenici razvili umjetnu inteligenciju kako bi pronašli novu upotrebu postojećih lijekova, postupak poznat i kao prenamjena lijekova.
- Prenamjena lijekova može smanjiti vremenski okvir koji je obično potreban za dobivanje odobrenja za nove lijekove, kao i smanjiti rizik povezan s ispitivanjem sigurnosti novih lijekova.
- Taj se postupak već koristio za ubrzavanje razvoja lijekova povezanih s COVID-19.
Novo istraživanje objavljeno početkom ovog mjeseca na Državnom sveučilištu Ohio (OSU) pokazuje da su znanstvenici postigli uspjeh koristeći se metodom strojnog učenja kako bi utvrdili mogu li se određeni lijekovi prenamijeniti u nove svrhe. Ovaj postupak koji su razvili istraživači važan je napredak s obzirom na to da može brže identificirati kandidate za lijekove koji mogu biti prenamijenjeni u liječenje brojnih bolesti, navodi se u izvješću objavljenom uInteligencija stroja prirode4. siječnja.
"Ovaj rad pokazuje kako se umjetna inteligencija (AI) može koristiti za" testiranje "lijeka na pacijentu i ubrzati stvaranje hipoteza i potencijalno ubrzati kliničko ispitivanje", viši autor studije dr. Ping Zhang, docent računara znanosti i inženjerstva i biomedicinske informatike na OSU-u, rekao je u priopćenju za vijesti. "Ali nikada nećemo zamijeniti liječnika - odluke o lijekovima uvijek će donositi kliničari."
Prenamjena lijekova, naravno, nije novost. Jedan primjer? Injekcije botoxa, koje su prvi put odobrene za liječenje prekriženih očiju, nastavile su se koristiti kao lijek protiv migrene, ali i kozmetički za smanjenje pojave bora. Studija OSU usredotočila se na prenamjenu lijekova koji sprečavaju zatajenje srca i moždani udar u bolesnika s bolestima koronarnih arterija, ali je dokazala da se okvir može primijeniti na većinu bolesti.
Studija korištenjem umjetne inteligencije ubrzava proces koji je već osmišljen kako bi se smanjio vremenski okvir potreban za dobivanje odobrenja za nove lijekove, prema Nacionalnom centru za unapređenje translacijskih znanosti (NCATS).
"Mnoga sredstva odobrena za drugu uporabu već su ispitana na ljudima, tako da su detaljni podaci dostupni na njihovoj farmakologiji, formulaciji i potencijalnoj toksičnosti", napominje web mjesto NCATS. "Budući da se prenamjena temelji na prethodnim istraživačkim i razvojnim naporima, nove terapije kandidata mogle bi biti brzo spremne za klinička ispitivanja, ubrzavajući njihov pregled od strane Uprave za hranu i lijekove i, ako odobre, njihovu integraciju u zdravstvenu zaštitu."
Prenamjena lijekova također može smanjiti rizik povezan s sigurnosnim ispitivanjem novih lijekova, navodi se u priopćenju.
Što ovo znači za vas
U budućnosti, uz pomoć AI, prenamjena lijekova može biti brži i pojednostavljeniji postupak. Odobrenje lijekova poput remdesivira za COVID-19 mogao bi biti brži postupak.
Kako se identificiraju lijekovi za ponovnu namjenu?
Prije nego što su zaronili u blagodati prenamjene lijekova, Zhang i njegovi suradnici u istraživanju OSU ustvrdili su da su "zlatni standard" u ispitivanju lijekova i dalje randomizirana klinička ispitivanja kako bi se utvrdila učinkovitost lijeka protiv bolesti.
"[Ali] strojno učenje može predstavljati stotine - ili tisuće - ljudskih razlika unutar velike populacije koje bi mogle utjecati na to kako lijek djeluje u tijelu", napominje se u priopćenju. "Ovi čimbenici, ili zbunjujući faktori, u rasponu od dobi, spola i rase do težine bolesti i prisutnosti drugih bolesti, funkcioniraju kao parametri u računalnom algoritmu za duboko učenje na kojem se temelji okvir."
Postupak za identificiranje lijekova za ponovnu namjenu uključuje laboratorij koji je prvo razvio "test", postupak koji će mu omogućiti praćenje učinkovitosti spoja, kaže dr. Sc. Pek Lum, suosnivač i izvršni direktor Auransa, farmaceutske tvrtke vođene umjetnom inteligencijom. Vrlo dobro.
"Biblioteka već lansiranih spojeva (može biti u desecima tisuća) koja se može prenamijeniti bit će prikazana (testirana) radi provjere učinkovitosti pomoću testa", objašnjava Lum. „Jednom kada se preusmjereni lijek prepozna kroz zaslon, on će se dalje testirati u laboratoriju radi utvrđivanja djelotvornosti u predloženoj uporabi. U nekim slučajevima, ako je spoj već prethodno ispitan u kliničkim ispitivanjima s prihvatljivim sigurnosnim profilom za sličnu indikaciju ili u slučaju hitnih slučajeva poput pandemije, mogao bi ići direktno u klinička ispitivanja bez potrebe za pokazivanjem predkliničkih životinja opet sigurnost. "
Iako će prenamijenjeni lijekovi i dalje morati proći kroz klinička ispitivanja kako bi pokazali učinkovitost u novoj uporabi, Lum kaže da je prenamjena lijekova vrlo koristan način za pokretanje programa lijekova „jer može skratiti mnoge korake koji su potrebni ili u najmanju ruku , netko bi trebao moći saznati o prenamijenjenom lijeku putem prethodno generiranih podataka. "
Prenamjena za COVID-19
Ako se pitate može li se prenamjena lijeka koristiti za ubrzavanje postupka prevencije i liječenja COVID-19, odgovor je da - i već jest.
"Pokušaj da se identificiraju već lansirani lijekovi koji se mogu prenamijeniti za COVID-19 započeo je rano u pandemiji", kaže Lum. „Laboratoriji su započeli ispitivanje već poznatih antivirusnih lijekova protiv COVID-19 [pomoću gore spomenutog postupka pregleda]. Na primjer, remdesivir je testiran i pokazao se učinkovitim u relevantnim testovima i ispitivanjima za COVID-19 kako bi se testiralo vrlo brzo. "
Stephen T.C. Wong, profesor računalnih znanosti, sistemske medicine i bioinženjeringa u onkologiji s Houstonskog metodističkog istraživačkog instituta, slaže se i dodajući da je Remdesivir lijek koji je izvorno dizajniran za borbu protiv ebole.
"Ovaj primjer ne uključuje neke sofisticirane analize umjetne inteligencije zbog hitnih situacija s COVID-19 koje zahtijevaju brze, neposredne radnje, ali ipak slijedi četiri koraka u repozicioniranju lijekova", kaže Wong za Verywell.
Kako AI pomaže?
Wong ističe da AI pokriva mnogo veće prostore za traženje kandidata za drogu od pojedinačnih istraživača ili kliničara.
"Na makrorazini, AI može pomoći u utvrđivanju pravog vremena i doziranja za učinkovitu primjenu prenamijenjenog lijeka", kaže on. "Na primjer, iskopavanjem elektroničkih medicinskih kartona, AI može prepoznati" potpis "za loše ishode na vremenskom rasporedu hospitalizacije i voditi raspodjelu resursa (npr. Ventilatora) i vrijeme primjene različitih terapijskih sredstava."
Na mikrorazini, "AI može pomoći u razumijevanju biomolekula uključenih u uzročnike i liječenje bolesti, generirajući bolju podudarnost između repozicioniranih lijekova i ciljnih proteina i prepoznavajući potencijalne štetne nuspojave", kaže Wong.
Sveukupno, srž AI-a, kaže Wong, jest da on može progurati prostor za pretraživanje kandidata za droge izvan ljudskih mogućnosti, kao i "analizirati i kvantificirati" podatke koji mogu dovesti do boljeg donošenja odluka i repozicioniranja lijekova radi poboljšanja ljudskog zdravlja.
