Kυστίνωση Νεογνά: Η τεχνητή νοημοσύνη φέρνει ελπίδα σε ασθενείς με τη διαταραχή λυσοσωμικής αποθήκευσης

Kυστίνωση Νεογνά: Η τεχνητή νοημοσύνη γίνεται όλο και πιο σημαντική στην ανακάλυψη φαρμάκων. Η πρόοδος στη χρήση Big Data, οι αλγόριθμοι εκμάθησης και οι ισχυροί υπολογιστές έχουν πλέον επιτρέψει στους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης (UZH) να κατανοήσουν καλύτερα μια σοβαρή μεταβολική ασθένεια. Η κυστίνωση είναι μια σπάνια διαταραχή λυσοσωμικής αποθήκευσης που επηρεάζει περίπου 1 στα 100.000 έως 200.000 νεογνά παγκοσμίως. Η νεφροπαθητική (μη φλεγμονώδης) κυστίνωση, η πιο συχνή και σοβαρή μορφή της νόσου, εκδηλώνεται με συμπτώματα νεφρικής νόσου κατά τους πρώτους μήνες της ζωής, που συχνά οδηγούν σε νεφρική ανεπάρκεια πριν από την ηλικία των 10 ετών. «Τα παιδιά με κυστίνωση πάσχουν από μια καταστροφική, πολυσυστηματική ασθένεια και δεν υπάρχουν προς το παρόν διαθέσιμες θεραπευτικές θεραπείες», λέει ο Olivier Devuyst, επικεφαλής της ομάδας Μηχανισμών Κληρονομικών Νεφροπαθειών (MIKADO) και συνδιευθυντής του Προγράμματος Προτεραιότητας Έρευνας του Πανεπιστημίου ITINERARE στο UZH.

Οι ερευνητές του UZH συνεργάστηκαν με την Insilico Medicine, μια εταιρεία που χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για την ανακάλυψη φαρμάκων, για να αποκαλύψει τον υποκείμενο κυτταρικό μηχανισμό πίσω από τη νεφρική νόσο στην κυστίνωση. Αξιοποιώντας συστήματα μοντέλων και την πλατφόρμα PandaOmics της Insilico, εντόπισαν τις οδούς που προκαλούν ασθένειες και έδωσαν προτεραιότητα στους θεραπευτικούς στόχους εντός των κυττάρων κυστίνωσης. Τα ευρήματά τους αποκάλυψαν μια αιτιολογική συσχέτιση μεταξύ της ρύθμισης μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται mTORC1 και της νόσου. Ο Alessandro Luciani, ένας από τους επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, εξηγεί: «Η έρευνά μας έδειξε ότι η αποθήκευση κυστίνης διεγείρει την ενεργοποίηση της πρωτεΐνης mTORC1, οδηγώντας σε εξασθένηση της διαφοροποίησης και της λειτουργίας των σωληναριακών κυττάρων των νεφρών».

Εντοπίστηκε πολλά υποσχόμενο φάρμακο για θεραπεία

Καθώς οι ασθενείς με κυστίνωση συχνά χρειάζονται μεταμόσχευση νεφρού για την αποκατάσταση της νεφρικής λειτουργίας, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για πιο αποτελεσματικές θεραπείες. Χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα PandaOmics, η ερευνητική ομάδα του UZH ξεκίνησε επομένως την αναζήτηση υπαρχόντων φαρμάκων που θα μπορούσαν να επαναχρησιμοποιηθούν για την κυστίνωση. Αυτό περιελάμβανε ανάλυση της δομής των φαρμάκων, των ενζύμων-στόχων, των πιθανών παρενεργειών και της αποτελεσματικότητας στους προσβεβλημένους ιστούς. Το ήδη εγκεκριμένο φάρμακο ραπαμυκίνη αναγνωρίστηκε ως ένα πολλά υποσχόμενο υποψήφιο για τη θεραπεία της κυστίνωσης. Μελέτες σε κυτταρικά συστήματα και μοντελικούς οργανισμούς επιβεβαίωσαν ότι η θεραπεία με ραπαμυκίνη αποκατέστησε τη δραστηριότητα των λυσοσωμάτων και διέσωσε τις κυτταρικές λειτουργίες.

Οι Olivier Devuyst και Alessandro Luciani είναι αισιόδοξοι για τις μελλοντικές εξελίξεις: «Αν και τα θεραπευτικά οφέλη αυτής της προσέγγισης θα απαιτήσουν περαιτέρω κλινικές έρευνες, πιστεύουμε ότι αυτά τα αποτελέσματα, που προέκυψαν μέσω μοναδικής διεπιστημονικής συνεργασίας, μας φέρνουν πιο κοντά σε μια εφικτή θεραπεία για ασθενείς με κυστίνωση». Η έρευνα δημοσιεύεται στο Nature Communications.