ИИ за 5 минут нашел средство от старения

Благодарности принимает … нет, не расколовшийся «Джокер» из «Thirty Seconds to Mars». А Левиафан мировой повестки – ИИ.

– Поиск новых лекарств, которые могли бы в перспективе отсрочить старение, задача непростая, – пишет Смер-Баррето. – Это очень дорогостоящая задача, да и времени отнимает много. Но недавно все изменилось. Тип искусственного интеллекта, который может значительно ускорить процесс и выполнить всю рутинную работу за небольшую часть цены.

Автор сообщила, что недавно с коллегами решила использовать данную технологию, чтобы найти минимум три перспективных варианта, способные в будущем стать базой для сенолитических препаратов, замедляющих старение и предотвращающих возрастные заболевания.

– Сенолитики действуют, убивая стареющие клетки, – пояснила эксперт. – Это клетки, которые «живы», они метаболически активны, но при этом они не могут размножаться. Отсюда и их прозвище – клетки-зомби.

Невозможность репликации вовсе не обязательно является чем-то плохим. 

– Эти клетки страдают от повреждения своей ДНК – например, клетки кожи, поврежденные солнечными лучами, – поэтому остановка репликации останавливает распространение повреждения, – рассказала автор. – при этом стареющие клетки могут выделять коктейль из воспалительных белков. А эти белки, в свою очередь, могут распространяться на соседние клетки. В течение жизни наши клетки подвергаются множеству атак – от ультрафиолетовых лучей до воздействия химических веществ. Так что они в итоге копятся.

Повышенное количество стареющих клеток участвует в целом ряде заболеваний, включая диабет 2 типа, COVID, фиброз легких, остеоартрит и рак.

Исследования на лабораторных мышах показали, что устранение стареющих клеток с помощью сенолитиков может облегчить течение этих заболеваний.

– Эти препараты могут убивать клетки-зомби, сохраняя при этом здоровые клетки живыми, – пишет автор.

Известно около 80 сенолитиков, но только два были протестированы на людях: комбинация дазатиниба и кверцетина. 

– Было бы здорово найти еще больше сенолитиков, которые можно было бы использовать потом при различных заболеваниях, – уточняет автор. – Но для того, чтобы лекарство появилось на рынке, требуется от десяти до 20 лет и миллиарды долларов.

Молодость через пять минут

– Мы с коллегами– включая исследователей из Эдинбургского университета и Испанского национального исследовательского совета IBBTEC-CSIC в Сантандере очень хотели выяснить, получиться ли у нас обучить модели машинного обучения для выявления новых кандидатов в сенолитические препараты, – рассказала автор. – Для этого мы снабдили модели искусственного интеллекта примерами уже известных нам сенолитиков и несенолитиков. Модели научились различать эти две молекулы. В итоге они смогли выявлять способность быть сенолитиками тех молекул, которые они никогда не видели прежде.

Далее автор рассказала, как именно ИИ искал новые молекулы.

 При решении задачи машинного обучения ученые обычно сначала проверяют данные на ряде различных моделей – некоторые из них работают лучше других.

Чтобы определить наиболее эффективную модель, в начале процесса они выделяют небольшую часть доступных обучающих данных и скрывают ее от модели до завершения процесса обучения.

– Затем мы используем эти данные тестирования для количественной оценки того, сколько ошибок допускает модель, – рассказала эксперт. – Побеждает та, которая допускает наименьшее количество ошибок. Так мы определили лучшую модель и настроили ее для прогнозирования. Мы ввели в нее 4340 молекул, и через 5 минут она выдала список результатов.

Модель искусственного интеллекта идентифицировала 21 молекулу, набравшую наибольшее количество баллов, которые, по ее мнению, с высокой вероятностью являются сенолитиками. 

– Если бы мы протестировали исходные 4340 молекул в лаборатории, потребовалось бы по крайней мере несколько недель интенсивной работы и 50 000 фунтов стерлингов только на покупку соединений, не считая стоимости экспериментального оборудования и установки, – добавила автор. – Затем мы протестировали эти препараты-кандидаты на двух типах клеток: здоровых и стареющих. Результаты показали, что из 21 соединения три (периплоцин, олеандрин и гинкгетин) способны уничтожать стареющие клетки, сохраняя при этом большинство нормальных клеток живыми. Затем эти новые сенолитики прошли дальнейшее тестирование, чтобы узнать больше о том, как они работают в организме.

Более подробные биологические эксперименты показали, что из трех препаратов олеандрин оказался более эффективным, чем самый эффективный и известный сенолитический препарат в мире.

– Потенциальные последствия этого междисциплинарного подхода – с участием специалистов по обработке данных, химиков и биологов – огромны, – заключает Смер-Баррето. – При наличии достаточного количества высококачественных данных модели искусственного интеллекта могут ускорить удивительную работу химиков и биологов по поиску методов лечения болезней, особенно тех, в которых есть неудовлетворенная потребность.

Подтвердив их эффективность в стареющих клетках, ученые тестируют три потенциальных сенолитика в легочной ткани человека. 

– Мы надеемся сообщить о наших следующих результатах через два года, – подытожила эксперт.

Ранее LIVE24 сообщало о том, что ИИ спровоцировал британца на убийство королевы Великобритании Елизаветы II.