Questi farmaci neutralizzano l'acido gastrico, alleviando i sintomi e migliorando la qualità della vita. Il team di ricerca, guidato dall'Associate Professor Kazuhiro Abe e dal ProfessorSatoshi Yokoshima della Graduate School of Pharmaceutical Sciences dell'Università di Nagoya, ha adottato un approccio innovativo allo sviluppo di inibitori dell'acido gastrico. Il loro focus è stato sulla complessa struttura della pompa protonica gastrica, una proteina nel rivestimento dello stomaco responsabile del trasporto dei protoni H+ che compongono l'acido gastrico. Per analizzare questa struttura, hanno impiegato "Deep Quartet", una piattaforma basata sull'IA per la scoperta di farmaci.
Utilizzando l'IA, i ricercatori hanno progettato nuovi composti candidati con strutture chimiche uniche, mirando a colpire efficacemente la pompa protonica gastrica. L'obiettivo era individuare composti capaci di legarsi a più siti sulla pompa protonica, migliorando così l'efficacia complessiva del farmaco. Questi candidati sono stati sintetizzati chimicamente e le loro interazioni con le proteine sono state analizzate tramite microscopia crioelettronica. Successivamente, i composti sono stati ulteriormente modificati per
migliorarne la capacità di legame.
L'IA ha contribuito a generare più di 100 composti candidati con strutture chimiche uniche. Gli scienziati, insieme a esperti chimici e biologi strutturali, hanno selezionato i candidati più promettenti per la sintesi e li hanno testati per valutarne la capacità di legame e inibizione della pompa protonica gastrica. Il risultato è stato sorprendente: il sesto composto sintetizzato (DQ-06) ha dimostrato di avere una maggiore affinità di legame rispetto ai composti di riferimento esistenti.
Il Prof. Abe ha ammesso di aver avuto iniziali riserve sull'IA: "Ero scettico quando ho visto alcune delle strane strutture chimiche, compreso il DQ-02, ma abbiamo sospettato che l'IA avesse una ragione per suggerire tali composti insoliti. Abbiamo poi scoperto che l'IA era molto precisa nel progettare per il sito di legame specifico."
Per ottenere ulteriori dettagli sul meccanismo di legame, il gruppo di ricerca ha impiegato la microscopia crioelettronica, rivelando che c'era spazio per migliorare ulteriormente la forza di legame. Basandosi su queste informazioni, hanno sintetizzato un nuovo composto, il DQ-18, ottenendo un legame ancora più forte introducendo un atomo di cloro in DQ-06.
Questo approccio innovativo ha portato alla creazione di un composto con un'affinità di legame quasi 10 volte superiore rispetto a un prototipo di inibitore dell'acido gastrico. Il Prof. Abe ha sottolineato l'importanza della collaborazione tra esseri umani e IA nella scoperta di farmaci, spiegando che "l'IA è utile nella progettazione basata sulla struttura, un compito in cui gli esseri umani non eccellono, ma la scelta dei candidati da sintetizzare e il miglioramento dei composti sono ancora compiti umani indispensabili per ottenere risultati finali di successo. La sinergia tra l'IA e gli scienziati è fondamentale per portare avanti la scoperta di farmaci all'avanguardia. Questa ricerca rappresenta un significativo passo avanti nello sviluppo di farmaci per il trattamento dei disturbi legati all'acido gastrico, offrendo la promessa di terapie più efficienti e affidabili. Inoltre, dimostra il potenziale dell'intelligenza artificiale nel campo medico e come strumento collaborativo per gli scienziati.
Ma l'utilizzo dell'IA in medicina va ben oltre la scoperta di farmaci. È una tecnologia in rapida crescita che sta trasformando la diagnosi e la personalizzazione dei trattamenti medici. Gli algoritmi di apprendimento automatico possono analizzare immagini mediche con una precisione sorprendente, consentendo la diagnosi precoce di malattie come il cancro. Inoltre, l'analisi dei dati genomici e delle informazioni sui pazienti consente di personalizzare i trattamenti, migliorando l'efficacia e riducendo gli effetti collaterali.
L'IA sta anche rivoluzionando la gestione delle cure sanitarie, permettendo ai fornitori di assistenza sanitaria di analizzare grandi quantità di dati per identificare tendenze e prevedere epidemie. Questo porta a cure più efficaci e tempestive per i pazienti.
In conclusione, l'intelligenza artificiale sta aprendo nuove frontiere nella medicina. La sua capacità di analizzare dati, progettare farmaci, migliorare le diagnosi e personalizzare i trattamenti rappresenta un'innovazione straordinaria per il futuro della medicina. La collaborazione tra scienziati e IA è un esempio chiaro di come la tecnologia stia migliorando la salute umana e conducendo a nuove scoperte mediche che cambieranno il corso della storia. La ricerca medica assistita dall'IA è una realtà in crescita che promette di migliorare la vita di milioni di persone in tutto il mondo.
Scientists build on artificial intelligence to create next-generation gastric acid treatment
