Mitofajiyi düzenleyen şeyleri (hem kimyasal hem de genetik olarak) taramak için laboratuvarda kullanılan nörodejenerasyon modellerinden birini temsil eden Drosophila. Kredi: Angus McQuibban (CC-BY 4.0)
Yapay zeka, potansiyel yeni ilaç adaylarını belirlemek için bileşiklerin tanımlarını analiz eder.
Yeni bir çalışma, yayınlandı PLOS Biology dergisi, araştırmacıların sonuçlarını açıklarken kullandıkları dilin Parkinson hastalığına yönelik yeni tedavileri ortaya çıkarmak için kullanılabileceğini öne sürüyor. Kanada’daki Toronto Üniversitesi’nden Angus McQuibban liderliğindeki çalışma, enerji üretiminden sorumlu olan ve Parkinson hastalığından etkilenen hücresel bileşenler olan mitokondrilerin atılmasını artırma yeteneğine sahip mevcut bir anti-kolesterol ilacını bulmak için yapay zekadan yararlandı. .
Parkinson hastalığına (PD) yol açan tam patojenik yol bilinmemektedir, ancak mitokondriyal işlev bozukluğu ve mitofaji adı verilen bir süreç olan kusurlu mitokondriyi atamama, buna katkıda bulunan açık bir faktördür. PH’de yer alan en az beş gen, doğrudan veya dolaylı olarak bozulmuş mitofaji ile bağlantılıdır ve bu nedenle yazarlar, mitofaji sürecini artırabilecek bileşikler aradılar.
Bu türden birkaç bileşik tanımlandı, ancak bunların çoğu, aynı zamanda hücrelere zarar vererek onları ilaç adayı olarak elemek. Bu, yazarları, bu bileşikleri açıklayan literatürün onları, daha önce mitofaji artışıyla bağlantılı olmayan ancak bilinen arttırıcıları tartışan makalelerde de yer alan terimlerle açıklanan diğer bileşiklere yönlendirip yönlendirmediğini sormaya yöneltti.
Tanımlama bu tür “anlamsal benzerlik” kalıpları, bir süper bilgisayar üzerinde yürütülen ve yayınlanmış literatürü anahtar kelime, kelime öbeği ve yan yana dizme kalıpları açısından analiz eden bir yapay zeka programı olan IBM Watson for Drug Discovery’nin temel becerilerinden biridir. Ekip, programı gerçek mitofaji arttırıcıların semantik bir “parmak izini” geliştirmek için kullandı ve ardından bir ilaç veri tabanından üç binden fazla adaylık bir dizide literatürdeki benzer parmak izlerini aradı.
En iyi 79 aday hücre kültüründe mitokondriyal bir zehire karşı tarandı. Bu testten en iyi üç aday, daha sonra, kolesterol düşürücü bir ilaç olan probukol’ü en iyi etkinlik ve olası güvenlik kombinasyonuna sahip bileşik olarak tanımlayan birkaç başka mitofaji testi üzerinde test edildi. Probucol’ün ayrıca Parkinson hastalığına sahip iki farklı hayvan modelinde motor işlevi, sağkalımı ve nöron kaybını iyileştirdiği bulundu (PD, öncelikle bir hareket bozukluğudur).
Probucol’ün mitofaji üzerindeki etkisi, lipid damlacıklarının oluşumunu ve eylemini gerektiriyordu. stres sırasında mitokondriyal bütünlüğün korunmasına yardımcı olan ve Parkinson hastalığında anormal şekilde biriken geçici hücre yapıları. Probukol’ün lipit taşınmasında yer alan bir protein olan ABCA1’i hedeflediği bilinmektedir ve ABCA1 seviyelerindeki azalma, probukolün mitofajiyi teşvik etme yeteneğini azaltmıştır, bu da ABCA1’in mitofajide lipit damlacıklarının rolünün muhtemel bir aracısı olduğunu düşündürmektedir.
” McQuibban, “Çalışmamız, mitofaji artışına yol açan bilinen ve yeni mekanizmaları tanımlayan ikili in silico/hücre tabanlı tarama metodolojisini sergiledi” dedi. “Lipit damlacık birikimi ve ABCA1 arasındaki bağlantı göz önüne alındığında, probukolün lipit damlacıklarının mobilizasyonu yoluyla mitofajiyi artırması muhtemel görünüyor. Bu mekanizmayı hedeflemek avantajlı olabilir.”
McQuibban ekliyor: “Çalışmamızda, potansiyel olarak Parkinson hastalığına yönelik tedavi olarak yeniden tasarlanabilecek, halihazırda onaylanmış ilaçları verimli bir şekilde belirlemek için yapay zeka platformu IBM Watson’ı kullandık.”{ 6}
Referans: Natalia Moskal, Naomi P. Visanji, Olena Gorbenko, Vijay Narasimhan, Hannah Tyrrell, Jess Nash, Peter N. Lewis ve G. Angus McQuibban, 2 Mart 2023, PLOS Biology.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3001977
Çalışma, Kanada Sağlık Araştırma Enstitüleri tarafından finanse edildi{ 6}