Mašinsko učenje pomoćiće dobijanje lekova iz prirode

Istraživači su razvili novi pristup za proizvodnju lekova koristeći algoritme za mašinsko učenje, kako bi uporedili signale metabolita mikroba sa njegovim genomskim signalima i utvrdili koji sa velikom verovatnoćom odgovara prirodnom proizvodu. Znajući to, istraživači su spremniji da izoluju prirodni proizvod, kako bi počeli da ga razvijaju za moguće lekove i podstakli proizvodnju lekova na bazi prirode.

Istraživači sa Odeljenja za računarsku biologiju Univerziteta Carnegie Mellon na Fakultetu računarskih nauka razvili su novi pristup, koji bi mogao da oživi potragu za prirodnim lekovima za lečenje karcinoma, virusnih infekcija i drugih bolesti.

Algoritmi mašinskog učenja, koje je razvila Laboratorija za metabolomiku i metagenomiku poklapaju signale metabolita mikroba sa njegovim genomskim signalima i identifikuju prirodni proizvod, koji bi mu odgovarao. Sa ovim informacijama, istraživači su bolje opremljeni za izolovanje prirodnog proizvoda i razvoj mogućeg leka.

„Prirodni proizvodi su i dalje jedan od najuspešnijih puteva za pronalaženje lekova. Mislimo da možemo da postignemo više sa algoritmom kao što je naš. Naš računski model je osetljiviji i brži prilikom zadavanja naredbi”, rekla je Bahar Behsaz, naučnik u laboratoriji i vodeći autor članka o tom procesu.

U jednoj studiji tim je uspeo da skenira metabolomičke i genomske podatke za oko 200 sojeva mikroba. Algoritam ne samo da je identifikovao stotine prirodnih lekova, za koje su istraživači očekivali da će ih pronaći, već je otkrio i četiri nova prirodna proizvoda, koja izgledaju obećavajuće za budući razvoj lekova. Rad tima objavljen je nedavno u časopisu Nature Communications.

Članak, „Integrisanje genomike i metabolomike za otkrivanje ne-ribozomskih peptida“, opisuje razvoj NRPminera, alata za veštačku inteligenciju koji pomaže u otkrivanju ne-ribozomskih peptida (NRP). NRP su važna vrsta prirodnog proizvoda i koriste se za proizvodnju mnogih antibiotika, lekova protiv raka i drugih klinički korišćenih lekova. Međutim, njih je teško otkriti, a još teže identifikovati kao potencijalno korisne.

Većina otkrivenih i široko korišćenih antibiotika, antimikotika i mnogih antitumorskih lekova potiču iz prirodnih proizvoda.

Penicilin je među najčešće korišćenim i najpoznatijim lekovima dobijenim iz prirodnih proizvoda. Delimično ga je otkrila sreća, kao i mnoge lekove napravljene od prirodnih proizvoda. Ali, ponavljanje te sreće je teško u laboratoriji i u velikim razmerama. Pokušaj otkrivanja prirodnih proizvoda je, takođe, dugotrajan i naporan proces, jer često traje godinama i košta više miliona dolara. Glavne farmaceutske kompanije su, uglavnom, napustile potragu za novim lekovitim prirodnim proizvodima tokom poslednjih decenija.

Primenom algoritama za mašinsko učenje na proučavanje genomike, međutim, istraživači su stvorili nove mogućnosti da identifikuju i izoluju prirodne proizvode koji bi mogli biti od koristi.

"Nadamo se da možemo da napredujemo i otkrijemo druge prirodne kandidate za lekove, a zatim ih razvijemo u fazu koja bi bila privlačna farmaceutskim kompanijama", rekao je Mohimani. „Zajedno sa timom istraživača proširujemo metode otkrivanja različitih klasa prirodnih proizvoda u meri pogodnoj za komercijalizaciju.“

Tim, koji predvodi Helga Bode, ruokovodilac Instituta za molekularne nauke na Gete univerzitetu u Nemačkoj, već istražuje četiri nova prirodna proizvoda otkrivena tokom ove studije. Za dva proizvoda je utvrđeno da imaju potencijalna antimalarijska svojstva.

Ova studija sprovedena je u saradnji sa istraživačima sa Kalifornijskog univerziteta u San Diegu, Univerzitetom u Sankt Peterburgu, Institutom Mak-Planck, Gete univerzitetom, Univerzitetom u Viskonsinu, Madison i Džeksonovom laboratorijom.

Izvor: ScienceDaily

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on print
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti