Исследователи использовали модель машинного обучения для определения трех соединений, которые могут бороться со старением. Они говорят, что подобный подход может стать эффективным способом определения новых лекарств, особенно для лечения сложных заболеваний. Итоговое исследование опубликован в журнале Nature Communications.
Исследователи из Эдинбургского университета разработали алгоритм машинного обучения для поиска сенолитиков — соединений, которые безопасно и эффективно уничтожают дефектные клетки. ИИ проанализировал 4 000 различных химических соединений и выбрал из них 21 кандидата, которые потенциально оказывают нужный эффект. Тестирование подтвердило возможность безопасного использования трех соединений.
Обычно стареющие клетки выводятся из организма нашей иммунной системой. Однако с возрастом наша иммунная система становится менее эффективной в их удалении и они начинают увеличиваться. Увеличение количества стареющих клеток связано с такими заболеваниями, как рак, болезнь Альцгеймера, потеря зрения и снижение подвижности. Учитывая потенциально вредное воздействие этих клеток на организм, ученые некоторое время назад начали искать эффективные сенолитики — соединения, которые удаляют стареющие клетки. Однако, некоторые из многообещающих сенолитиков, часто оказывались токсичны для здоровых клеток.
Чтобы ускорить процесс поиска эффективных и безопасных соединений, шотландские исследователи разработали модель машинного обучения и научили ее распознавать ключевые характеристики химических веществ с сенолитическими свойствами.
Данные для обучения модели были получены из нескольких источников, включая научные статьи и коммерческие патенты, которые были объединены с информацией из двух существующих химических библиотек, которые содержат широкий спектр соединений, одобренных FDA или находящихся на клинической стадии.
Полный набор данных содержал 2523 соединения и включал соединения как с сенолитическими, так и с несенолитическими свойствами, чтобы не искажать алгоритм машинного обучения. Затем алгоритм был использован для скрининга более 4000 химических веществ, из которых был идентифицирован 21 потенциальный кандидат.
Тестируя этих кандидатов, ученые подтвердили, что три химических вещества — гинкгетин, периплоцин и олеандрин — удаляют стареющие клетки, не повреждая при этом здоровые.
Из трех веществ наиболее эффективным оказался олеандрин. Все три соединения являются натуральными продуктами, входящими в состав традиционных лекарственных средств на основе трав.
Олеандрин извлекается из растения олеандр (Nerium oleander), гинкгетин добывается из листьев гинкго (гинкго билоба), а периплоцин содержится в коре корня китайской шелковой лозы (Periploca sepium).