CMB / Getty Images
Ključni zajtrki
- Nove raziskave kažejo, da so znanstveniki razvili umetno inteligenco, da bi našli nove načine uporabe obstoječih zdravil, postopek znan tudi kot prenamenitev zdravil.
- Ponovna uporaba zdravil lahko skrajša časovni okvir, ki je običajno potreben za odobritev novih zdravil, in zmanjša tveganje, povezano s preskušanjem varnosti novih zdravil.
- Ta postopek je bil že uporabljen za pospešitev razvoja zdravil, povezanih s COVID-19.
Nova raziskava, ki jo je v začetku tega meseca objavila državna univerza v Ohiu (OSU), kaže, da so znanstveniki dosegli uspeh z uporabo metode strojnega učenja, da bi ugotovili, ali je nekatera zdravila mogoče uporabiti za nove namene. Ta postopek, ki so ga razvili raziskovalci, je pomemben napredek, saj lahko hitreje identificira kandidate za zdravila, ki jih je mogoče zamenjati za zdravljenje številnih bolezni, v skladu s poročilom, objavljenim vNarava Machine Intelligence4. januarja.
"To delo prikazuje, kako lahko umetno inteligenco (AI) uporabimo za" testiranje "zdravila na pacientu, pospešitev generiranja hipotez in potencialno pospešitev kliničnega preskušanja," dr. Ping Zhang, docent za računalništvo znanosti in inženiringa ter biomedicinske informatike na OSU, je dejal v sporočilu za javnost: "Toda zdravnika ne bomo nikoli zamenjali - odločitve o zdravilih bodo vedno sprejemali zdravniki."
Preoblikovanje zdravil seveda ni novo. En primer? Injekcije botoxa, ki so bile prvič odobrene za zdravljenje prekrižanih oči, so se še naprej uporabljale kot migrena in tudi kozmetično za zmanjšanje pojava gub. Študija OSU se je osredotočila na preusmeritev zdravil, ki preprečujejo srčno popuščanje in možgansko kap pri bolnikih s koronarno arterijsko boleznijo, vendar je dokazala, da se okvir lahko uporablja za večino bolezni.
Študija z uporabo umetne inteligence pospešuje postopek, ki je že bil zasnovan tako, da skrajša časovni okvir, ki je potreben za odobritev novih zdravil, pravi Nacionalni center za napredek v translacijskih znanostih (NCATS).
"Številna zdravila, odobrena za druge namene, so že preizkušena na ljudeh, zato so podrobne informacije na voljo v njihovi farmakologiji, formulaciji in morebitni toksičnosti," ugotavlja spletno mesto NCATS. "Ker prenamenitev temelji na predhodnih raziskovalnih in razvojnih prizadevanjih, bi lahko bile nove terapije kandidatov hitro pripravljene na klinična preskušanja, s čimer bi pospešili njihov pregled s strani Uprave za prehrano in zdravila in, če bi to odobrile, vključili v zdravstveno varstvo."
Ponovna uporaba zdravil lahko tudi zmanjša tveganje, povezano s preskušanjem varnosti novih zdravil, v sporočilu za javnost.
Kaj to pomeni za vas
V prihodnosti bo preoblikovanje zdravil s pomočjo umetne inteligence hitrejši in racionaliziran postopek. Odobritev zdravil, kot je remdesivir za zdravilo COVID-19, je lahko hitrejši postopek.
Kako se zdravila identificirajo za ponovno uporabo?
Preden so se Zhang in njegovi soraziskovalci v študiji OSU poglobili v prednosti ponovne uporabe zdravil, so zatrdili, da so "zlati standard" pri testiranju zdravil še vedno randomizirana klinična preskušanja za ugotavljanje učinkovitosti zdravila proti bolezni.
"[Toda] strojno učenje lahko predstavlja na stotine - ali tisoče - človeških razlik znotraj velike populacije, ki bi lahko vplivale na delovanje zdravila v telesu," ugotavlja v sporočilu za javnost. "Ti dejavniki ali zmede, od starosti, spola in rase do resnosti bolezni in prisotnosti drugih bolezni, delujejo kot parametri v računalniškem algoritmu za globoko učenje, na katerem temelji okvir."
Postopek za identifikacijo zdravil za ponovno uporabo vključuje laboratorij, ki najprej razvije "test", postopek, ki mu bo omogočil spremljanje učinkovitosti spojine, pravi dr. Pek Lum, soustanovitelj in izvršni direktor Auransa, farmacevtske družbe z umetno inteligenco. Zelo dobro.
"Knjižnica že lansiranih spojin (lahko jih je na desetine tisoč), ki jih je mogoče preoblikovati, se bo s pomočjo testa pregledala (preizkusila) glede učinkovitosti," pojasnjuje Lum. »Ko prenovljeno zdravilo prepoznamo skozi zaslon, ga bomo v laboratoriju še preizkusili glede učinkovitosti predlagane uporabe. Če je bila v nekaterih primerih spojina že preizkušena v kliničnih preskušanjih s sprejemljivim varnostnim profilom za podobno indikacijo ali v nujnih primerih, kot je pandemija, bi lahko šla naravnost v klinična preskušanja, ne da bi bilo treba predklinične spet varnost. "
Medtem ko bodo preoblikovana zdravila skozi klinična preskušanja še pokazala, da bodo pokazala učinkovitost pri novi uporabi, Lum pravi, da je prenastavitev zdravil zelo koristen način za začetek programa z zdravili, "saj lahko prekine številne korake, ki so potrebni ali vsaj , bi morali biti sposobni izvedeti več o preoblikovanem zdravilu na podlagi predhodno ustvarjenih podatkov. "
Preoblikovanje za COVID-19
Če se sprašujete, ali je mogoče z ponovno uporabo zdravila pospešiti postopek preprečevanja in zdravljenja zdravila COVID-19, je odgovor pritrdilen - in že je.
"Prizadevanja za prepoznavanje že začetih zdravil, ki jih je mogoče preoblikovati za zdravilo COVID-19, so se začela že zgodaj v času pandemije," pravi Lum. »Laboratoriji so začeli testirati že znana protivirusna zdravila proti COVID-19 [z uporabo zgoraj omenjenega presejalnega postopka]. Na primer, remdesivir je bil preizkušen in se je izkazal za učinkovitega v ustreznih testih za COVID-19 in preskusi za njegovo testiranje so bili zelo hitro sproženi. "
Stephen T.C. Wong, profesor računalništva, sistemske medicine in bioinženiringa v onkologiji na Houston Methodist Research Institute, se strinja s tem in dodal, da je Remdesivir zdravilo, ki je bilo prvotno zasnovano za boj proti eboli.
"Ta primer ne vključuje neke dovršene analize umetne inteligence zaradi izrednih razmer, v katerih je COVID-19 zahteval hitra in takojšnja dejanja, vendar še vedno sledi štirim korakom pri prerazporeditvi zdravil," Wong pove Verywell.
Kako AI pomaga?
Wong poudarja, da umetna inteligenca zajema veliko večje prostore za iskanje kandidatov za droge kot posamezni raziskovalci ali kliniki.
"Na makro ravni lahko umetna inteligenca pomaga določiti pravi čas in odmerek za učinkovito dajanje prenovljenega zdravila," pravi. "Na primer z pridobivanjem elektronskih zdravstvenih kartotek lahko umetna inteligenca prepozna časovni razpored hospitalizacije" podpis "za slabe rezultate in vodi razporeditev virov (npr. Ventilatorjev) in čas uporabe različnih terapevtikov."
Na mikroravni lahko "umetna inteligenca pomaga razumeti biomolekule, ki sodelujejo pri vzroku in zdravljenju bolezni, ustvari boljše ujemanje med repozicioniranimi zdravili in ciljnimi beljakovinami ter prepozna morebitne neželene stranske učinke," pravi Wong.
Wong pravi, da je bistvo umetne inteligence v tem, da lahko razširi prostor za iskanje kandidatov za droge, ki presega človeške sposobnosti, pa tudi "analizira in količinsko opredeli" podatke, ki lahko vodijo k boljšemu odločanju in prerazporeditvi zdravil za izboljšanje zdravja ljudi.
