Исследователи МГУ используют большие данные и ИИ для определения существующих лекарств, которые можно применять для лечения новых вариантов COVID-19.

Поиск новых способов лечения нового коронавируса и его постоянно меняющихся вариантов был сложной задачей для исследователей, особенно когда процесс разработки и открытия традиционных лекарств может занять годы. Исследователь из Мичиганского государственного университета и его команда применяют высокотехнологичный подход, чтобы определить, могут ли лекарства, уже представленные на рынке, выполнять двойную функцию при лечении новых вариантов COVID.

Вирус COVID-19 представляет собой проблему, поскольку он продолжает развиваться. Используя искусственный интеллект и действительно большие наборы данных, мы можем перепрофилировать старые лекарства для новых целей».

Бин Чен, доцент Колледжа медицины человека МГУ

Для решения этой задачи Чен создал международную команду исследователей, обладающих опытом в различных областях, от биологии до компьютерных наук. Сначала Чен и его команда обратились к общедоступным базам данных, чтобы найти уникальные сигнатуры экспрессии генов коронавируса из 1700 транскриптомных профилей хозяина, полученных из тканей пациентов, клеточных культур и моделей мышей. Эти сигнатуры выявили биологию, общую для COVID-19 и его вариантов.

Имея сигнатуру вируса и зная, какие гены нужно подавить, а какие нужно активировать, команда смогла использовать компьютерную программу для проверки библиотеки лекарств, состоящей из одобренных FDA или исследуемых препаратов, чтобы найти кандидатов, которые могли бы исправить экспрессию. сигнатурных генов и еще больше подавляют репликацию коронавируса. Чен и его команда обнаружили одного нового кандидата, IMD-0354, лекарство, прошедшее фазу I клинических испытаний для лечения атопического дерматита. Группа в Корее позже заметила, что он в 90 раз эффективнее против шести вариантов COVID-19, чем ремдесивир, первый препарат, одобренный для лечения COVID-19. Команда также обнаружила, что IMD-0354 ингибирует копирование вируса, усиливая пути иммунного ответа в клетках-хозяевах. На основании полученной информации, исследователи изучили пролекарство IMD-0354 под названием IMD-1041. Пролекарство — это неактивное вещество, которое метаболизируется в организме с образованием активного лекарства.

«IMD-1041 является еще более перспективным, поскольку он доступен для приема внутрь и был исследован на предмет хронической обструктивной болезни легких, группы заболеваний легких, которые блокируют поток воздуха и затрудняют дыхание», — сказал Чен. «Поскольку структура IMD-1041 не разглашается, мы разрабатываем новую платформу искусственного интеллекта для разработки новых соединений, которые, как мы надеемся, можно будет протестировать и оценить на более продвинутых моделях животных».

Исследование было опубликовано в журнале iScience .

Этот проект возглавляли два старших ученых из лаборатории Чена: Цзин Син, который недавно стал молодым исследователем в Китайской академии наук, и Рама Шанкар при поддержке исследователей из Института Пастера в Корее, Шанхайского института Материа Медика, Медицинское отделение Техасского университета, Spectrum Health в Гранд-Рапидсе и Стэнфордский университет.