L'intelligence artificielle identifie des candidats médicaments anti-âge ciblant les cellules "zombies
Une nouvelle plateforme pourrait permettre de faire progresser les composés sénolytiques anti-âge et la recherche sur la longévité.
Une nouvelle publication dans le numéro de mai de Nature Aging par des chercheurs d'Integrated Biosciences, une jeune entreprise de biotechnologie combinant la biologie synthétique et l'apprentissage automatique pour cibler le vieillissement, démontre la puissance de l'intelligence artificielle (IA) pour découvrir de nouveaux composés sénolytiques, une classe de petites molécules faisant l'objet d'études intensives pour leur capacité à supprimer les processus liés à l'âge tels que la fibrose, l'inflammation et le cancer. L'article, "Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks", rédigé en collaboration avec des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et du Broad Institute of MIT and Harvard, décrit le criblage guidé par l'IA de plus de 800 000 composés pour révéler trois candidats-médicaments ayant une efficacité comparable et des propriétés de chimie médicinale supérieures à celles des sénolytiques actuellement à l'étude.
Les sénolytiques sont une classe émergente de médicaments expérimentaux qui tuent sélectivement les cellules sénescentes associées au vieillissement (à gauche, avec une coloration rouge) sans affecter les autres cellules (à droite). En utilisant l'intelligence artificielle, les chercheurs d'Integrated Biosciences ont, pour la première fois, identifié trois sénolytiques ayant une efficacité comparable et des propriétés de médicament supérieures à celles des principaux composés expérimentaux.
Integrated Biosciences
"Ce résultat de recherche est une étape importante pour la recherche sur la longévité et l'application de l'intelligence artificielle à la découverte de médicaments", a déclaré Felix Wong, cofondateur d'Integrated Biosciences et premier auteur de la publication. "Ces données démontrent que nous pouvons explorer l'espace chimique in silico et en ressortir avec plusieurs composés anti-âge candidats qui ont plus de chances de réussir en clinique, même par rapport aux exemples les plus prometteurs de leur genre étudiés aujourd'hui."
Les sénolytiques sont des composés qui induisent sélectivement l'apoptose, ou mort cellulaire programmée, dans les cellules sénescentes qui ne se divisent plus. Caractéristique du vieillissement, les cellules sénescentes ont été impliquées dans un large éventail de maladies et d'affections liées à l'âge, notamment le cancer, le diabète, les maladies cardiovasculaires et la maladie d'Alzheimer. Malgré des résultats cliniques prometteurs, la plupart des composés sénolytiques identifiés à ce jour ont été entravés par une faible biodisponibilité et des effets secondaires indésirables. Integrated Biosciences a été fondée en 2022 pour surmonter ces obstacles, cibler d'autres caractéristiques négligées du vieillissement et faire progresser le développement de médicaments anti-âge de manière plus générale en utilisant l'intelligence artificielle, la biologie synthétique et d'autres outils de nouvelle génération.
"L'une des voies les plus prometteuses pour traiter les maladies liées à l'âge consiste à identifier des interventions thérapeutiques qui éliminent sélectivement ces cellules de l'organisme, de la même manière que les antibiotiques tuent les bactéries sans nuire aux cellules hôtes. Les composés que nous avons découverts présentent une grande sélectivité, ainsi que les propriétés de chimie médicinale favorables nécessaires à la production d'un médicament efficace", a déclaré Satotaka Omori, Ph.D., responsable de la biologie du vieillissement chez Integrated Biosciences et coauteur de la publication. "Nous pensons que les composés découverts à l'aide de notre plateforme auront de meilleures perspectives dans les essais cliniques et qu'ils contribueront à terme à rétablir la santé des personnes vieillissantes.
Dans leur nouvelle étude, les chercheurs d'Integrated Biosciences ont entraîné des réseaux neuronaux profonds sur des données générées expérimentalement afin de prédire l'activité sénolytique de n'importe quelle molécule. En utilisant ce modèle d'IA, ils ont découvert trois composés sénolytiques puissants et hautement sélectifs à partir d'un espace chimique de plus de 800 000 molécules. Ces trois composés présentaient des propriétés chimiques suggérant une biodisponibilité orale élevée et des profils de toxicité favorables dans les tests d'hémolyse et de génotoxicité. Les analyses structurelles et biochimiques indiquent que les trois composés se lient à Bcl-2, une protéine qui régule l'apoptose et qui est également une cible de la chimiothérapie. Des expériences menées sur des souris âgées de 80 semaines, ce qui correspond à peu près à des humains de 80 ans, ont montré que l'un des composés éliminait les cellules sénescentes et réduisait l'expression des gènes associés à la sénescence dans les reins.
"Ce travail illustre la manière dont l'IA peut être utilisée pour rapprocher la médecine des thérapies qui s'attaquent au vieillissement, l'un des défis fondamentaux de la biologie", a déclaré James J. Collins, Ph.D., professeur Termeer d'ingénierie médicale et de sciences au MIT et président fondateur du conseil scientifique consultatif d'Integrated Biosciences. "Integrated Biosciences s'appuie sur la recherche fondamentale menée par mon laboratoire universitaire depuis une dizaine d'années, montrant que nous pouvons cibler les réponses cellulaires au stress en utilisant des systèmes et la biologie synthétique. Ce tour de force expérimental et la plateforme exceptionnelle qui l'a produit font que ce travail se distingue dans le domaine de la découverte de médicaments et qu'il permettra des progrès substantiels dans la recherche sur la longévité".
Le Dr Collins, qui est l'auteur principal de l'article de Nature Aging, a dirigé l'équipe qui a découvert le premier antibiotique identifié par l'apprentissage automatique en 2020.
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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