کشف داروی مبتنی بر هوش مصنوعی امیدی به بیماران سیستینوزیس می دهد

هوش مصنوعی در کشف دارو اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. پیشرفت در استفاده از داده های بزرگ، الگوریتم های یادگیری و رایانه های قدرتمند اکنون محققان دانشگاه زوریخ (UZH) را قادر به درک بهتر یک بیماری متابولیک جدی کرده است.

سیستینوزیس یک اختلال ذخیره لیوزومی نادر است که حدود 1 نفر از هر 100000 تا 200000 نوزاد را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد. سیستینوز نفروپاتیک (غیر التهابی)، شایع ترین و شدیدترین شکل این بیماری است که با علائم بیماری کلیوی در ماه های اول زندگی ظاهر می شود که اغلب منجر به نارسایی کلیه قبل از سن 10 سالگی می شود.

کودکان مبتلا به سیستینوزیس از یک بیماری ویرانگر و چند سیستمی رنج می برند و در حال حاضر هیچ درمان درمانی در دسترس نیست.

Olivier Devuyst، رئیس گروه مکانیسم های اختلالات کلیوی ارثی (MIKADO) و یکی از مدیران برنامه اولویت تحقیقاتی دانشگاه ITINERARE در UZH

محققان UZH با Insilico Medicine، شرکتی که از هوش مصنوعی برای کشف دارو استفاده می‌کند، برای کشف مکانیسم سلولی زمینه‌ای در پشت بیماری کلیه در سیستینوزیس کار کردند. آنها با استفاده از سیستم های مدل و پلتفرم PandaOmics Insilico، مسیرهای ایجاد کننده بیماری را شناسایی کردند و اهداف درمانی را در سلول های سیستینوزیس اولویت بندی کردند. یافته‌های آن‌ها یک ارتباط علی بین تنظیم پروتئینی به نام mTORC1 و بیماری را نشان داد.

الساندرو لوسیانی، یکی از رهبران گروه تحقیقاتی، توضیح می دهد: “تحقیق ما نشان داد که ذخیره سازی سیستین، فعال شدن پروتئین mTORC1 را تحریک می کند و منجر به اختلال در تمایز و عملکرد سلول های لوله های کلیه می شود.”

داروی امیدوارکننده برای درمان شناسایی شد

از آنجایی که بیماران مبتلا به سیستینوز اغلب برای بازگرداندن عملکرد کلیه نیاز به پیوند کلیه دارند، نیاز فوری به درمان های موثرتر وجود دارد. بنابراین، تیم تحقیقاتی UZH با استفاده از پلتفرم PandaOmics، جست‌وجوی داروهای موجود را که می‌توانستند برای سیستینوزیس استفاده مجدد کنند، آغاز کردند. این شامل تجزیه و تحلیل ساختار داروها، آنزیم های هدف، عوارض جانبی بالقوه و کارایی در بافت های آسیب دیده بود. داروی دارای مجوز راپامایسین به عنوان یک کاندید امیدوار کننده برای درمان سیستینوز شناسایی شد. مطالعات در سیستم‌های سلولی و ارگانیسم‌های مدل تأیید کرد که درمان با راپامایسین فعالیت لیزوزوم‌ها را احیا می‌کند و عملکردهای سلولی را نجات می‌دهد.

Olivier Devuyst و Alessandro Luciani نسبت به تحولات آینده خوش بین هستند: “اگرچه مزایای درمانی این رویکرد مستلزم بررسی های بالینی بیشتر است، ما معتقدیم که این نتایج، که از طریق همکاری بین رشته ای منحصر به فرد به دست آمده است، ما را به یک درمان عملی برای بیماران سیستینوزیس نزدیکتر می کند.”

شرکت کنندگان در مطالعه

دانشمندانی از دانشگاه زوریخ (UZH)، دانشکده پزشکی UCLouvain در بروکسل، مرکز تحقیقاتی مایکروسافت-دانشگاه ترنتو برای زیست شناسی محاسباتی و سیستمی، و شرکت Insilico Medicine در این مطالعه شرکت داشتند. بنیاد تحقیقات سیستینوز ایالات متحده و بنیاد ملی علوم سوئیس (SNSF) بودجه ای را برای این مطالعه فراهم کردند.