Intel·ligència artificial per investigar tractaments contra el Parkinson

Un estudi liderat per realitzat per Angus McQuibban, de la Universitat de Toronto , ha usat un sistema d' intel·ligència artificial (IA) per identificar un medicament existent contra el colesterol que té la capacitat de promoure l'eliminació dels mitocondris , components de la cèl·lula que produeixen energia i que estan danyats en la malaltia de Parkinson . Els resultats s'han publicat a la revista d'accés obert PLOS Biology .

La via patogènica completa que condueix a la malaltia encara no es coneix, però un clar contribuent és la disfunció mitocondrial i la incapacitat per desfer-se dels mitocondris defectuosos , procés anomenat mitofàgia . Almenys 5 gens implicats al Parkinson estan relacionats amb el deteriorament de la mitofàgia (directa o indirectament), per la qual cosa els autors van buscar compostos que poguessin millorar el procés.

Alguns d'aquests han estat identificats, però es va veure que la majoria també causen mal a les cèl·lules, de manera que van ser descartats com a candidats a fàrmacs. Això va portar als autors a preguntar-se si la bibliografia que descriu aquests compostos podria conduir-los a altres compostos, no relacionats prèviament amb la potenciació de la mitofàgia, però que es descriuen amb termes que també apareixen als articles que parlen dels potenciadors coneguts.

Identificar patrons de semblant "semblança semàntica" és una de les principals habilitats d' IBM Watson for Drug Discovery , un programa d'intel·ligència artificial que s'executa en un superordinador i analitza la bibliografia publicada a la recerca de patrons de paraules clau, frases i juxtaposicions.

EL PROBUCOL, EL MÉS SEGUR

L'equip va utilitzar el programa per desenvolupar una "petjada dactilar" semàntica de potenciadors de mitofàgia de bona fe, i després va buscar empremtes dactilars similars a la literatura sobre un conjunt de més de 3.000 candidats d'una base de dades de fàrmacs. Els 79 millors candidats es van analitzar en cultius cel·lulars contra un verí mitocondrial.

D'aquests, els 3 millors es van provar en altres assaigs, que van identificar el probucol, un fàrmac reductor del colesterol, com el compost amb la millor combinació d'eficàcia i seguretat probable. La investigació també va permetre saber que el probucol millorava la funció motora, la supervivència i la pèrdua de neurones en dos models animals diferents de la malaltia de Parkinson.

L'efecte del probucol sobre la mitofàgia va requerir la formació i l'acció de gotes de lípids, estructures cel·lulars transitòries que ajuden a mantenir la integritat mitocondrial durant l'estrès, i que s'acumulen anormalment en la malaltia de Parkinson.

Se sap que el probucol es dirigeix a ABCA1, una proteïna involucrada en el transport de lípids, i la reducció en els nivells d'ABCA1 va reduir la capacitat del probucol per promoure la mitofàgia, cosa que suggereix que ABCA1 és un probable mediador del paper de les gotes de lípids a la mitofàgia.

"El nostre estudi mostra una metodologia de cribratge dual in silico/cèl·lula que identifica mecanismes coneguts i nous que potencien la mitofàgia", apunta McQuibban. "Atesa la relació entre l'acumulació de gotes lipídiques i ABCA1, sembla probable que el probucol potenciï la mitofàgia mitjançant la mobilització de gotes lipídiques. Dirigir-se a aquest mecanisme pot ser avantatjós", afegeix. "A l'estudi hem utilitzat la plataforma d'IA IBM Watson per identificar de manera eficient els medicaments actualment aprovats que potencialment podrien ser reutilitzats com a teràpies per a la malaltia de Parkinson", conclou.

GAIREBÉ 30.000 CASOS A CATALUNYA

El Parkinson és un trastorn degeneratiu del sistema nerviós central que té com a símptomes principals tremolor de repòs (a les mans, els braços, les cames i la mandíbula o el cap), rigidesa (engarrotament de les extremitats i el tronc), lentitud als moviments i inestabilitat postural (deteriorament de lequilibri).

És el segon trastorn neurodegeneratiu més prevalent actualment (per darrere de l'Alzheimer) i afecta pràcticament igual a dones i homes. Té més incidència als països desenvolupats, possiblement a causa de l'exposició més gran a pesticides o altres toxines. A Catalunya hi ha diagnosticades 29.152 persones de malaltia de Parkinson amb una edat mitjana de 80 anys per a les dones i 77 per als homes, i al voltant del 8% són menors de 65 anys.