Comment les larves de poisson zèbre et l'IA peuvent révolutionner la découverte de médicaments
HIPS et CISPA s'associent pour rendre les futurs principes actifs plus sûrs
Dans le cadre du projet ImageTox, l'Institut Helmholtz pour la recherche pharmaceutique de la Sarre (HIPS) et le Centre Helmholtz pour la sécurité de l'information (CISPA) mettent en commun leur expertise dans les domaines de la découverte de médicaments et de l'intelligence artificielle (IA). En utilisant des méthodes d'apprentissage automatique de pointe, les deux instituts de Sarrebruck visent à rendre plus efficace la recherche sur les modes d'action des nouveaux médicaments. Le projet est une initiative du Helmholtz Medical Security, Privacy, and AI Research Center (HMSP). ImageTox est financé à hauteur de 200 000 euros par Helmholtz Imaging, une initiative visant à promouvoir la recherche en imagerie.
Les chercheurs de l'HIPS travaillent avec des larves de poisson zèbre pour détecter les effets secondaires potentiels des nouveaux médicaments à un stade précoce.
Dietze, HIPS
Les chercheurs du monde entier sont animés par la recherche de nouveaux antibiotiques ou virostatiques qui permettent de tenir en échec les agents pathogènes multirésistants ou de combattre de nouveaux agents pathogènes. Si un principe actif semble prometteur, il doit être mis à l'épreuve avant que son utilisation chez l'homme et l'animal ne soit approuvée. Ce processus commence dans l'éprouvette, mais à un moment donné, la recherche sur des organismes vivants devient inévitable pour éviter des effets secondaires indésirables chez l'homme.
Les larves de poisson zèbre pourraient changer la donne en matière de tests de médicaments et de toxicité. "La particularité de ces larves est qu'elles développent déjà un système organique avec des reins et un foie dans les 120 premières heures après la fécondation. Il est donc beaucoup plus facile de vérifier si une substance active peut être dégradée par l'organisme ou si elle présente des effets secondaires toxiques sur elles que sur de simples modèles de culture cellulaire", explique le Dr Jennifer Herrmann, chef d'équipe pour la biologie au HIPS. Le HIPS est un site du Centre Helmholtz pour la recherche sur les infections, en collaboration avec l'Université de la Sarre.
En raison de leur bonne comparabilité avec des espèces plus développées, les expériences sur les larves peuvent partiellement remplacer les expériences sur les animaux dans le développement préclinique précoce des médicaments. Au HIPS, les larves sont déjà utilisées avec succès à petite échelle dans la découverte de médicaments. Pour cette raison, l'équipe de l'institut spécialisée dans les poissons zèbres a reçu l'été dernier le prix de recherche "Alternatives to Animal Testing" du ministère sarrois de l'environnement.
Le problème : jusqu'à présent, la méthode ne peut être utilisée que pour un nombre limité de tests. En effet, chaque larve doit encore être examinée deux fois par jour au microscope par un chercheur. Les changements dans le développement des larves qui surviennent à la suite d'un traitement avec des candidats médicaments sont souvent difficiles à détecter à l'œil nu. Si des changements pathologiques ou des influences sur le développement des larves se produisent, le développement rapide des larves fait qu'il est difficile de déterminer exactement quand ils se sont produits. La méthode prend également beaucoup de temps et n'est donc pas encore applicable à grande échelle.
Ensemble, HIPS et CISPA veulent changer cela. "Nous allons développer des méthodes d'apprentissage automatique basées sur l'image qui peuvent prédire le développement des larves à un stade très précoce après le test, et détecter les anomalies. Ainsi, de nombreuses séries de tests peuvent être interrompues à l'avance, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent. Cela nous permet également d'atteindre un haut degré d'automatisation des expériences. Nous pensons également que ces algorithmes peuvent même dépasser les capacités humaines d'analyse et d'interprétation des données de microscopie", explique le professeur Mario Fritz, de la faculté CISPA.
Si les chercheurs parviennent à combiner le système de modèle biologique du HIPS avec les approches modernes d'apprentissage automatique du CISPA, leur sécurité pourrait ainsi être testée efficacement à un stade très précoce du développement de nouveaux médicaments. Le projet permettra également d'étendre les connaissances acquises à des troubles du développement plus complexes, comme la détection des rythmes cardiaques et des arythmies, ce qui permettra une évaluation toxicologique complète des candidats médicaments.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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