Нью-Мексико утверждает программу магистра наук в области анестезии в UNM
Автор: Майкл Хедерле
Ускорение новых методов лечения
Команда UNM создала мощный вычислительный инструмент, который поможет исследователям быстро проверить молекулы на предмет свойств против COVID
Год пандемии COVID-19, массовые вакцинации начали поднимать заманчивую перспективу коллективного иммунитета, который в конечном итоге сокращает или останавливает распространение SARS-CoV-2. Но что, если коллективный иммунитет никогда не будет достигнут полностью или если мутирующий вирус дает гипервирулентные варианты, которые уменьшают преимущества вакцинации?
Эти вопросы подчеркивают необходимость эффективного лечения людей, которые продолжают болеть коронавирусом. Хотя некоторые существующие лекарства показывают некоторую пользу, существует острая необходимость в поиске новых терапевтических средств.
Во главе с Тудором Опреа из Университета Нью-Мексико, доктором медицины, ученые создали уникальный инструмент, который поможет исследователям в области лекарств быстро идентифицировать молекулы, способные обезвредить вирус, прежде чем он вторгнется в клетки человека или выведет его из строя на ранних стадиях инфекции.
В статье, опубликованной на этой неделе в Естественная машинная разведка, исследователи представили ПОВТОРНЫЙ НАБОР-2020, онлайн-набор вычислительных моделей с открытым исходным кодом, который поможет ученым быстро проверять небольшие молекулы на предмет их потенциальных свойств для борьбы с COVID.
«В какой-то степени это заменяет (лабораторные) эксперименты, - говорит Опреа, руководитель Отдел переводческой информатики в Медицинской школе ЕНД. «Это сужает круг интересов людей. Вот почему мы разместили его в Интернете, чтобы все могли использовать ».
Команда Опреа из UNM и другая группа из Техасского университета в Эль-Пасо под руководством доктора философии Суман Сиримулла начали работу над инструментом REDIAL-2020 прошлой весной после того, как ученые из Национальный центр развития переводческих наук (NCATS) опубликовали данные собственных исследований по перепрофилированию лекарств от COVID.
Вы хотите найти молекулы, которые делают все это и не делают того, чего мы не хотим от них.
«Осознав это, я подумал:« Погодите, здесь достаточно данных, чтобы построить надежные модели машинного обучения », - говорит Опреа. Результаты лабораторных анализов NCATS позволили определить способность каждой молекулы подавлять проникновение вируса, инфекционность и размножение, например цитопатический эффект - способность защищать клетку от гибели вирусом.
Исследователи биомедицины часто склонны сосредотачиваться на положительных результатах своих исследований, но в этом случае ученые NCATS также сообщили, какие молекулы не обладают эффектами борьбы с вирусами. По словам Опреа, включение отрицательных данных на самом деле повышает точность машинного обучения.
«Идея заключалась в том, чтобы идентифицировать молекулы, которые соответствуют идеальному профилю», - говорит он. «Вы хотите найти молекулы, которые делают все это, но не делают того, чего мы не хотим».
По словам Опреа, коронавирус - коварный противник. «Я не думаю, что есть препарат, который подошел бы ко всему Ти». Вместо этого исследователи, вероятно, разработают коктейль из нескольких препаратов, который атакует вирус по нескольким направлениям. «Это восходит к одному-двум ударам», - говорит он.
REDIAL-2020 основан на алгоритмах машинного обучения, способных быстро обрабатывать огромные объемы данных и выявлять скрытые закономерности, которые могут быть недоступны исследователю-человеку. Команда Опреа проверила прогнозы машинного обучения, основанные на данных NCATS, сравнив их с известными эффектами одобренных препаратов в UNM. DrugCentral база данных.
В принципе, этот вычислительный процесс является гибким, и его можно обучить оценивать составы по сравнению с другими патогенами, а также оценивать химические вещества, которые еще не были одобрены для использования человеком, говорит Опреа.
«Нашей основной целью остается перепрофилирование лекарств, но на самом деле мы сосредотачиваемся на любой небольшой молекуле», - говорит он. «Это не обязательно должен быть одобренный препарат. Любой, кто тестирует их молекулу, может придумать что-нибудь важное ».