ИИ и медицина: Открытие новых перспектив в лечении глаукомы

Глаукома — это прогрессирующее заболевание, при котором накапливается жидкость внутри глаза, вызывая глазную гипертензию. К 2040 году, по оценкам, 111,8 миллиона человек будут страдать от этого заболевания, что может привести к слепоте. В настоящее время существуют методы лечения глазной гипертензии, однако лекарство от глаукомы остается неясным.

Роль ганглиозных клеток сетчатки

Ганглиозные клетки сетчатки (РГК) играют ключевую роль в передаче зрительных сигналов от глаз к мозгу. Их дегенерация приводит к повреждению зрительного нерва, что является характерным признаком глаукомы. В последние годы ученые сосредоточились на разработке нейропротекторных препаратов, которые могут спасти РГК и восстановить пути зрительного нерва.

Некроптоз и его роль в глаукоме

Некроптоз — это путь, ответственный за запрограммированную гибель клеток, который играет значительную роль в потере РГК. Взаимодействие с рецепторной протеинкиназой 3 (RIPK3) является ключевой сигнальной молекулой, участвующей в некроптозе, что делает ее многообещающей мишенью для терапевтического вмешательства.

Использование ИИ для открытия новых методов лечения

Группа исследователей из различных исследовательских центров и медицинских учреждений Китая объединилась для проведения метода скрининга лекарств на основе искусственного интеллекта (ИИ). Целью исследования было определение потенциальных целевых соединений RIPK3.

Результаты исследования

Исследование, проведенное сотрудником Юаньсюй Гао из Университета науки и технологий Макао и профессором Чжаном Кангом из Национальной лаборатории Гуанчжоу, было опубликовано в Китайском медицинском журнале. Гао отметил, что ИИ предоставляет надежные инструменты и методы для открытия лекарств, такие как виртуальный скрининг, количественное моделирование взаимосвязей структура-активность и разработка лекарств de novo.

Команда использовала передовые модели ИИ, включая большую языковую модель и модели графовых нейронных сетей, для идентификации молекул, нацеленных на RIPK3. В результате были определены HG9-91-01, дабрафениб, AZD5423, GSK840 и HS-1371 как наиболее мощные низкомолекулярные соединения.

Эффективность соединения HG9-91-01

HG9-91-01 показал наибольшую эффективность в лабораторных экспериментах. В модели in vitro, имитирующей повреждение зрительного нерва, РГК, подвергшиеся кислородно-глюкозной депривации (OGD), показали более высокие показатели выживаемости при лечении HG9-91-01 по сравнению с другими кандидатами. Соединение также уменьшало присутствие гасдерин D (GSDMD)-положительных клеток, маркера пироптоза.

Эксперименты in vivo с участием мышей также показали положительные результаты. Лечение молекулой HG9-91-01 предотвратило потерю толщины сетчатки и уменьшало активацию сигнальных молекул, связанных с апоптозом, пироптозом и некроптозом.

Заключение

Результаты исследования подчеркивают потенциал ИИ в разработке лекарств и открывают новые перспективы в лечении глаукомы. Технологии ИИ могут ускорить и упростить процесс скрининга лекарств, предоставляя более точные и рациональные решения.

Однако, несмотря на успехи, необходимо учитывать возможные проблемы, такие как конфиденциальность данных, прозрачность и предвзятость. Для подтверждения эффективности HG9-91-01 у пациентов с глаукомой требуются дальнейшие исследования.

Благодаря прорывам, основанным на искусственном интеллекте, будущее лечения глаукомы выглядит более светлым, чем когда-либо.

Литература:
Xing Tu et al, Artificial intelligence-enabled discovery of a RIPK3 inhibitor with neuroprotective effects in an acute glaucoma mouse model, Chinese Medical Journal (2024). DOI: 10.1097/CM9.0000000000003387