AI aiuta a combattere l’invecchiamento

La nuova piattaforma mantiene la promessa di guidare il progresso nello sviluppo di composti senolitici anti-invecchiamento e nella ricerca sulla longevità.

Un recente articolo pubblicato su Nature Aging dai ricercatori di Integrated Biosciences, un’azienda di biotecnologie che combina biologia sintetica e apprendimento automatico per combattere l’invecchiamento. Il documento dimostra come l’intelligenza artificiale (AI) può essere utilizzata per identificare nuovi composti senolitici. Si tratta di una classe di piccole molecole che ricevono un’attenzione significativa grazie al loro potenziale di inibire i processi legati all’invecchiamento come la fibrosi, l’infiammazione e il cancro.

Il documento di ricerca è il risultato di uno sforzo collaborativo che coinvolge ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e del Broad Institute del MIT e di Harvard. La pubblicazione delinea l’analisi guidata dall’intelligenza artificiale di oltre 800.000 composti, che ha identificato con successo tre potenziali farmaci con efficacia comparabile e proprietà chimiche medicinali superiori a quelle dei senolitici attualmente sotto inchiesta.

“Questo risultato della ricerca è una pietra miliare significativa sia per la ricerca sulla longevità che per l’applicazione dell’intelligenza artificiale alla scoperta di farmaci”, ha affermato Felix Wong, Ph.D., co-fondatore di Integrated Biosciences e primo autore della pubblicazione. “Questi dati dimostrano che possiamo esplorare lo spazio chimico  in silico ed emergere con più composti anti-invecchiamento candidati che hanno maggiori probabilità di avere successo in clinica, rispetto anche agli esempi più promettenti del loro genere studiati oggi”.

I senolitici sono una classe emergente di composti farmaceutici sperimentali che uccidono selettivamente le cellule senescenti associate all’invecchiamento (a sinistra, con colorazione rossa) senza intaccare altre cellule (a destra). Utilizzando l’intelligenza artificiale, i ricercatori di Integrated Biosciences hanno, per la prima volta, identificato tre senolitici con efficacia comparabile e proprietà simili a farmaci superiori rispetto ai principali composti sperimentali. Credito: bioscienze integrate

I senolitici sono composti che inducono selettivamente l’apoptosi o morte cellulare programmata, nelle cellule senescenti che non si dividono più. Un segno distintivo dell’invecchiamento, le cellule senescenti sono state implicate in un ampio spettro di malattie e condizioni legate all’età, tra cui il cancro, il diabete, le malattie cardiovascolari e il morbo di Alzheimer.

Nonostante i risultati clinici promettenti, la maggior parte dei composti senolitici identificati fino ad oggi sono stati ostacolati dalla scarsa biodisponibilità e dagli effetti collaterali negativi. Integrated Biosciences è stata fondata nel 2022 per superare questi ostacoli, prendere di mira altri tratti distintivi trascurati dell’invecchiamento e promuovere lo sviluppo di farmaci antietà più in generale utilizzando l’intelligenza artificiale, la biologia sintetica e altri strumenti di nuova generazione.

“Uno dei percorsi più promettenti per trattare le malattie legate all’età è identificare interventi terapeutici che rimuovono selettivamente queste cellule dal corpo in modo simile a come gli antibiotici uccidono i batteri senza danneggiare le cellule ospiti. I composti che abbiamo scoperto mostrano un’elevata selettività, così come le favorevoli proprietà chimiche medicinali necessarie per produrre un farmaco di successo“, ha affermato Satotaka Omori, Ph.D., Head of Aging Biology presso Integrated Biosciences e primo autore congiunto della pubblicazione. “Riteniamo che i composti scoperti utilizzando la nostra piattaforma avranno migliori prospettive negli studi clinici e alla fine aiuteranno a ripristinare la salute delle persone che invecchiano”.

Nel loro nuovo studio, i ricercatori di Integrated Biosciences hanno addestrato reti neurali profonde su dati generati sperimentalmente per prevedere l’attività senolitica di qualsiasi molecola. Utilizzando questo modello di intelligenza artificiale, hanno scoperto tre composti senolitici altamente selettivi e potenti da uno spazio chimico di oltre 800.000 molecole.

Tutti e tre hanno mostrato proprietà chimiche indicative di un’elevata biodisponibilità orale e sono risultati avere profili di tossicità favorevoli nei test di emolisi e genotossicità. Le analisi strutturali e biochimiche indicano che tutti e tre i composti legano Bcl-2, una proteina che regola l’apoptosi ed è anche un bersaglio della chemioterapia. Esperimenti che hanno testato uno dei composti in topi di 80 settimane, approssimativamente corrispondenti a esseri umani di 80 anni, hanno scoperto che il composto eliminava le cellule senescenti e riduceva l’espressione dei geni associati alla senescenza nei reni.

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“Questo lavoro illustra come l’intelligenza artificiale può essere utilizzata per portare la medicina un passo avanti verso le terapie che affrontano l’invecchiamento, una delle sfide fondamentali della biologia”, ha affermato James J. Collins, Ph.D., Professore Termeer di ingegneria medica e scienze presso il MIT e Presidente fondatore dell’Integrated Biosciences Scientific Advisory Board. “Integrated Biosciences si basa sulla ricerca di base che il mio laboratorio accademico ha svolto nell’ultimo decennio circa, dimostrando che possiamo indirizzare le risposte allo stress cellulare utilizzando sistemi e biologia sintetica. Questo tour de force sperimentale e la piattaforma stellare che lo ha prodotto fanno risaltare questo lavoro nel campo della scoperta di farmaci e guideranno progressi sostanziali nella ricerca sulla longevità”.

Fonte:Nature Aging