CMB / Getty-afbeeldingen
Belangrijkste leerpunten
- Nieuw onderzoek toont aan dat wetenschappers kunstmatige intelligentie hebben ontwikkeld om nieuwe toepassingen voor bestaande medicijnen te vinden, een proces dat ook wel bekend staat als het hergebruiken van medicijnen.
- Herbestemming van geneesmiddelen kan het tijdsbestek verkorten dat doorgaans nodig is om goedkeuring te krijgen voor nieuwe geneesmiddelen, en kan ook het risico verlagen dat gepaard gaat met het testen van de veiligheid van nieuwe medicijnen.
- Dit proces is al gebruikt om de ontwikkeling van geneesmiddelen gerelateerd aan COVID-19 te versnellen.
Nieuw onderzoek dat begin deze maand door de Ohio State University (OSU) is gepubliceerd, toont aan dat wetenschappers succes hebben geboekt met behulp van een machine learning-methode om te bepalen of bepaalde medicijnen al dan niet kunnen worden hergebruikt voor nieuw gebruik. Dit door onderzoekers ontwikkelde proces is een belangrijke vooruitgang, aangezien het sneller kandidaat-geneesmiddelen kan identificeren die kunnen worden gebruikt om een aantal ziekten te behandelen, aldus het rapport dat is gepubliceerd inNature Machine Intelligenceop 4 januari.
"Dit werk laat zien hoe kunstmatige intelligentie (AI) kan worden gebruikt om een medicijn op een patiënt te 'testen' en het genereren van hypothesen te versnellen en mogelijk een klinische proef te versnellen", zegt senior studie auteur Ping Zhang, PhD, een assistent-professor computer wetenschap en techniek en biomedische informatica bij OSU, zei in een persbericht. "Maar we zullen nooit de arts vervangen - beslissingen over geneesmiddelen zullen altijd door clinici worden genomen."
Het herbestemmen van medicijnen is natuurlijk niet nieuw. Een voorbeeld? Botox-injecties, die eerst werden goedgekeurd om scheelzien te behandelen, werden vervolgens gebruikt als een migrainebehandeling en cosmetisch om het verschijnen van rimpels te verminderen. De OSU-studie was gericht op het hergebruiken van geneesmiddelen die hartfalen en beroerte voorkomen bij patiënten met coronaire hartziekte, maar bewees dat het raamwerk op de meeste ziekten kon worden toegepast.
Het gebruik van kunstmatige intelligentie door het onderzoek versnelt een proces dat al was ontworpen om de tijd die nodig is om de goedkeuring van nieuwe geneesmiddelen te krijgen, te verkorten, aldus het National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS).
"Veel middelen die voor andere toepassingen zijn goedgekeurd, zijn al op mensen getest, dus er is gedetailleerde informatie beschikbaar over hun farmacologie, formulering en mogelijke toxiciteit", merkt de NCATS-website op. "Omdat herbestemming voortbouwt op eerdere inspanningen op het gebied van onderzoek en ontwikkeling, kunnen nieuwe kandidaat-therapieën snel klaar zijn voor klinische proeven, waardoor hun beoordeling door de Food and Drug Administration en, indien goedgekeurd, hun integratie in de gezondheidszorg wordt bespoedigd."
Volgens het persbericht kan het hergebruik van geneesmiddelen ook het risico verlagen dat gepaard gaat met het testen van de veiligheid van nieuwe medicijnen.
Wat dit voor u betekent
Met behulp van AI kan het herbestemmen van geneesmiddelen in de toekomst een sneller en gestroomlijnder proces worden. Het goedkeuren van medicijnen zoals remdesivir voor COVID-19 kan een sneller proces zijn.
Hoe worden medicijnen geïdentificeerd voor herbestemming?
Alvorens in te gaan op de voordelen van het hergebruik van geneesmiddelen, beweerden Zhang en zijn mede-onderzoekers van de OSU-studie dat de 'gouden standaard' bij het testen van geneesmiddelen nog steeds gerandomiseerde klinische onderzoeken zijn om de effectiviteit van een geneesmiddel tegen een ziekte te bepalen.
"[Maar] machine learning kan honderden - of duizenden - menselijke verschillen verklaren binnen een grote populatie die van invloed kunnen zijn op de werking van medicijnen in het lichaam", merkt het persbericht op. "Deze factoren, of verstorende factoren, variërend van leeftijd, geslacht en ras tot de ernst van de ziekte en de aanwezigheid van andere ziekten, functioneren als parameters in het deep learning computeralgoritme waarop het raamwerk is gebaseerd."
De procedure voor het identificeren van medicijnen voor herbestemming houdt in dat een laboratorium eerst een 'test' ontwikkelt, een proces waarmee het de effectiviteit van de verbinding kan controleren, vertelt Pek Lum, PhD, mede-oprichter en CEO van Auransa, een door AI aangedreven farmaceutisch bedrijf. Erg goed.
"Een bibliotheek van reeds gelanceerde verbindingen (mogelijk in de tienduizenden) die kunnen worden hergebruikt, zal worden gescreend (getest) op effectiviteit met behulp van de test", legt Lum uit. “Zodra een hergebruikt medicijn via een scherm is geïdentificeerd, zal het in het laboratorium verder worden getest op werkzaamheid bij het voorgestelde gebruik. In sommige gevallen, als de verbinding al eerder is getest in klinische onderzoeken met een aanvaardbaar veiligheidsprofiel voor een vergelijkbare indicatie of in het geval van noodsituaties zoals de pandemie, kan het direct klinische proeven ingaan zonder dat er preklinische dierproeven hoeven te worden aangetoond. weer veiligheid. "
Hoewel de hergebruikte medicijnen nog steeds door klinische onderzoeken moeten gaan om de effectiviteit van het nieuwe gebruik aan te tonen, zegt Lum dat het hergebruiken van geneesmiddelen een zeer nuttige manier is om een geneesmiddelenprogramma te starten 'omdat het vele stappen die nodig zijn of op zijn minst kunnen afbreken. moet men via eerder gegenereerde gegevens meer te weten kunnen komen over het hergebruikte medicijn. "
Herbestemming voor COVID-19
Als u zich afvraagt of herbestemming van geneesmiddelen kan worden gebruikt om het proces van preventie en behandeling van COVID-19 te versnellen, is het antwoord ja - en dat is al gebeurd.
"De poging om reeds gelanceerde geneesmiddelen te identificeren die kunnen worden hergebruikt voor COVID-19, begon al vroeg in de pandemie", zegt Lum. “Labs zijn begonnen met het testen van reeds bekende antivirale middelen tegen COVID-19 [met behulp van het bovengenoemde screeningsproces]. Remdesivir werd bijvoorbeeld getest en bleek werkzaam te zijn in voor COVID-19 relevante assays en proeven om het te testen werden zeer snel in gang gezet. "
Stephen T.C. Wong, PhD, hoogleraar informatica, systeemgeneeskunde en bio-engineering in oncologie aan het Houston Methodist Research Institute, is het daarmee eens en voegt eraan toe dat Remdesivir een medicijn is dat oorspronkelijk was ontworpen om ebola te bestrijden.
"Dit voorbeeld omvat geen geavanceerde AI-analyse vanwege de noodsituatie van de COVID-19-situaties die snelle, onmiddellijke acties vereisen, maar het volgt nog steeds de vier stappen in het herpositioneren van medicijnen", vertelt Wong aan Verywell.
Hoe helpt AI?
Wong wijst erop dat AI veel grotere zoekruimten voor kandidaat-geneesmiddelen bestrijkt dan individuele onderzoekers of clinici.
"Op macroniveau kan AI helpen bij het bepalen van de juiste timing en dosering voor het efficiënt toedienen van een hergebruikt medicijn", zegt hij. "Door bijvoorbeeld elektronische medische dossiers te ontginnen, kan AI de‘ handtekening ’identificeren voor slechte resultaten langs de tijdlijn van ziekenhuisopname en de distributie van middelen (bijv. Ventilatoren) en de timing van het toepassen van verschillende therapieën sturen.”
Op microniveau "kan AI helpen bij het begrijpen van de biomoleculen die betrokken zijn bij het veroorzaken en behandelen van ziekten, het genereren van een betere match tussen herpositioneerde geneesmiddelen en doeleiwitten en het identificeren van mogelijke nadelige bijwerkingen", zegt Wong.
Al met al is de kern van AI, zegt Wong, dat het een zoekruimte van kandidaat-geneesmiddelen kan bestrijken die verder gaan dan het menselijk vermogen, en dat het gegevens kan 'analyseren en kwantificeren' die kunnen leiden tot betere besluitvorming en herpositionering van geneesmiddelen om de menselijke gezondheid te verbeteren.
-is-diagnosed.jpg)
