Ученые синтезировали лекарство от желтой лихорадки, предложенное искусственным интеллектом

Ученые синтезировали лекарство от желтой лихорадки, предложенное искусственным интеллектом

29 Dec 2021
27
Прослушать

Желтая лихорадка - смертельно опасное заболевание в перенаселенных тропических регионах Африки и Южной Америки. Вирус желтой лихорадки, как и родственные ему флавивирусы, вызывающие лихорадки Зика и Денге, лечится только симптоматически, поскольку специфических лекарств для этой болезни не существует. Международная группа ученых использовала систему на основе искусственного интеллекта, чтобы выбрать из огромного количества молекул те, которые могли бы подойти для этой цели. Ученые из Научного центра биотехнологии Российской академии наук разработали технологию, приобрели или синтезировали пять наиболее перспективных соединений и исследовали их активность. Исследование проводилось в сотрудничестве с Collaborations Pharmaceuticals, Inc. частной компанией, специализирующейся на инновационных препаратах для лечения множества редких и инфекционных заболеваний (базируется в США), Институтом физики Сан-Карлоса, университетом Сан-Паулу (Бразилия) при поддержке Национального института здравоохранения (США).

Информация об этом исследовании была опубликована в журнале JCIM.

Как правило, из 5 000 молекул, прошедших экспериментальную проверку, только одна получает шанс попасть на аптечный прилавок. Другие слишком токсичны, их трудно производить, они распадаются в организме или проявляют слишком низкую активность в реальном организме по сравнению с пробиркой. Отбор перед экспериментами еще более строгий. Даже если сосредоточиться на сотнях тысяч известных науке молекул, которые используются или применялись для лечения чего-то другого, тестирование их всех не то что на животных и людях, но даже in vitro представляет бы собой почти бесконечный процесс. Чтобы сделать первые этапы экспериментов дешевле и быстрее, ученые используют компьютерное моделирование и пытаются перевести некоторые из начальных тестов в виртуальные. На следующем этапе им также помогает высокопроизводительный скрининг, во время которого "робот-дозатор" автоматически дозирует крошечные количества активных веществ в микропланшеты, содержащие клетки, зараженные вирусом. Затем исследователь оценивает, какие соединения убивают вирус.

Авторы работы создали компьютерные модели, которые могут самообучаться, сравнивая химические соединения по определенным структурным правилам. Для машинного обучения требуется как можно больше базовой информации о молекулах, обладающих или не обладающих активностью. Для этого ученые взяли информацию из открытых баз данных по малым лекарственным молекулам и изучили научные публикации по исследованию вируса желтой лихорадки на клетках. Полученные модели помогли предложить пять наиболее перспективных молекул, которые могли бы бороться с вирусом в клетках человека. Затем ученые протестировали эти молекулы и нашли оптимальную концентрацию, при которой они должны работать.

По словам разработчиков,

Выбранная молекула относится к производным пиразосульфонамида. Ее активность в отношении вируса желтой лихорадки настолько велика, что мы можем говорить о потенциальном лекарстве.