MIT: ученые научились при помощи ИИ анализировать совместимость лекарств
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT), Больницы Бригама и Университета Дьюка разработали комплексный подход, позволяющий определить, какие транспортные белки используют различные медикаменты для попадания из желудочно-кишечного тракта. Это открытие может значительно улучшить лечение пациентов, поскольку два препарата, зависящие от одного и того же транспортера, могут взаимодействовать и не должны применяться одновременно.
Препараты, принимаемые через рот, должны проходить через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Транспортные белки, расположенные на клетках, выстилающих желудочно-кишечный тракт, способствуют этому процессу. Однако до сих пор для многих лекарств не было известно, какие транспортеры они используют для выхода из желудочно-кишечного тракта.
С помощью тканевых моделей и алгоритмов машинного обучения исследователи выяснили, что антибиотик доксициклин и антикоагулянт варфарин могут взаимодействовать друг с другом, что открывает путь к созданию новых методов лечения.
Исследователи адаптировали тканевую модель, созданную ими в 2020 году, для измерения усвоения конкретного лекарства. Экспериментальная установка на основе кишечной ткани свиней, выращенной в лаборатории, позволяет систематически исследовать усвоение различных лекарственных формул.
С использованием коротких цепочек РНК, называемых siRNA, для подавления экспрессии каждого транспортера в ткани, исследователи смогли изучить взаимодействие каждого транспортера с множеством различных лекарств.
Применив эту систему, они протестировали 23 широко используемых лекарства, что позволило им идентифицировать транспортеры, используемые каждым из них. Затем они обучили модель машинного обучения на этих данных, а также на информации из нескольких баз данных о лекарствах, что позволило модели предсказывать взаимодействие лекарств с транспортерами на основе сходства их химических структур.
Для проверки этих предсказаний исследователи использовали данные около 50 пациентов, которым назначили доксициклин вместе с одним из трех других лекарств. Эти данные, полученные из баз данных пациентов Массачусетской больницы и Больницы Бригама и женщин, показали, что при совместном приеме доксициклина и варфарина уровень варфарина в крови у пациентов сначала повышался, а затем снижался после прекращения приема доксициклина.
Как сообщает Центральная Служба Новостей, эти данные также подтвердили, что абсорбция доксициклина затрагивается дигоксином, леветирацетамом и такролимусом. Только одно из этих лекарств, такролимус, ранее подозревалось во взаимодействии с доксициклином.