L’intelligence artificielle ouvre de nouvelles possibilités dans la médecine anti-âge

Les chercheurs ont utilisé l’IA pour découvrir de nouveaux composés sénolytiques capables de supprimer les processus liés à l’âge, tels que le cancer et l’inflammation. En formant des réseaux de neurones profonds sur des données expérimentales, ils ont pu identifier trois candidats-médicaments puissants à partir d’un pool chimique de plus de 800 000 molécules, promettant des propriétés cliniques supérieures aux sénolytiques existants.

La nouvelle plateforme promet de faire progresser le développement de composés anti-âge sénolytiques et la recherche sur la longévité.

Un article récent publié dans Vieillissement naturel par des chercheurs d’Integrated Biosciences, société de biotechnologie alliant biologie synthétique et

 » data-gt-translate-attributes= »[« attribute »: »data-cmtooltip », « format »: »html »] »>apprentissage automatique pour lutter contre le vieillissement. L’article montre comment l’intelligence artificielle (IA) peut être utilisée pour identifier de nouveaux composés sénolytiques. Il s’agit d’une classe de petites molécules qui reçoivent une attention particulière en raison de leur potentiel à inhiber les processus liés au vieillissement tels que la fibrose, l’inflammation et le cancer.

Le document de recherche est le résultat d’un effort de collaboration impliquant des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et du Broad Institute of

 » data-gt-translate-attributes= »[« attribute »: »data-cmtooltip », « format »: »html »] »>MIT et Harvard. La publication décrit l’analyse dirigée par l’IA de plus de 800 000 composés, qui a identifié avec succès trois médicaments potentiels avec une efficacité comparable et des propriétés de chimie médicinale supérieures à celles des sénolytiques actuellement à l’étude.

Ce résultat de recherche est une étape importante pour la recherche sur la longévité et l’application de l’intelligence artificielle à la découverte de médicaments, a déclaré Felix Wong, Ph.D., co-fondateur d’Integrated Biosciences et premier auteur de la publication. Ces données démontrent que nous pouvons explorer l’espace chimiqueen siliconeet émergent avec de multiples composés anti-âge candidats qui ont plus de chances de réussir en clinique, par rapport aux exemples les plus prometteurs du genre étudiés aujourd’hui.

Les sénolytiques sont une classe émergente de composés médicamenteux expérimentaux qui tuent sélectivement les cellules sénescentes associées au vieillissement (à gauche, avec une tache rouge) sans affecter les autres cellules (à droite). En utilisant l’intelligence artificielle, les chercheurs d’Integrated Biosciences ont, pour la première fois, identifié trois sénolytiques avec une efficacité comparable et des propriétés de type médicament supérieures par rapport aux principaux composés expérimentaux. Crédit : Biosciences intégrées

Les sénolytiques sont des composés qui induisent sélectivement l’apoptose, ou mort cellulaire programmée, dans les cellules sénescentes qui ne se divisent plus. Caractéristique du vieillissement, les cellules sénescentes ont été impliquées dans un large éventail de maladies et d’affections liées à l’âge, notamment le cancer, le diabète,

 » data-gt-translate-attributes= »[« attribute »: »data-cmtooltip », « format »: »html »] »>maladie cardiovasculaireet

 » data-gt-translate-attributes= »[« attribute »: »data-cmtooltip », « format »: »html »] »> Alzheimer maladie.

Malgré des résultats cliniques prometteurs, la plupart des composés sénolytiques identifiés à ce jour ont été entravés par une faible biodisponibilité et des effets secondaires indésirables. Integrated Biosciences a été fondée en 2022 pour surmonter ces obstacles, cibler d’autres caractéristiques négligées du vieillissement et faire progresser le développement de médicaments anti-âge plus généralement en utilisant l’intelligence artificielle, la biologie synthétique et d’autres outils de nouvelle génération.

L’une des voies les plus prometteuses pour traiter les maladies liées à l’âge consiste à identifier des interventions thérapeutiques qui éliminent sélectivement ces cellules du corps de la même manière que les antibiotiques tuent les bactéries sans nuire aux cellules hôtes. Les composés que nous avons découverts présentent une sélectivité élevée, ainsi que les propriétés de chimie médicinale favorables nécessaires pour produire un médicament efficace, a déclaré Satotaka Omori, Ph.D., responsable de la biologie du vieillissement chez Integrated Biosciences et co-auteur principal de la publication. Nous pensons que les composés découverts à l’aide de notre plateforme auront de meilleures perspectives dans les essais cliniques et contribueront à terme à restaurer la santé des personnes vieillissantes.

Dans leur nouvelle étude, les chercheurs d’Integrated Biosciences ont formé des réseaux de neurones profonds sur des données générées expérimentalement pour prédire l’activité sénolytique de toute molécule. À l’aide de ce modèle d’IA, ils ont découvert trois composés sénolytiques hautement sélectifs et puissants à partir d’un espace chimique de plus de 800 000 molécules.

Tous les trois présentaient des propriétés chimiques suggérant une biodisponibilité orale élevée et se sont avérés avoir des profils de toxicité favorables dans les tests d’hémolyse et de génotoxicité. Les analyses structurales et biochimiques indiquent que les trois composés se lient à Bcl-2, une protéine qui régule l’apoptose et qui est également une cible de chimiothérapie. Des expériences testant l’un des composés chez des souris âgées de 80 semaines, correspondant à peu près à des humains de 80 ans, ont révélé qu’il éliminait les cellules sénescentes et réduisait l’expression des gènes associés à la sénescence dans les reins.

Ce travail illustre comment l’IA peut être utilisée pour rapprocher la médecine des thérapies qui traitent du vieillissement, l’un des défis fondamentaux de la biologie, a déclaré James J. Collins, Ph.D., professeur Termeer de génie médical et de sciences au MIT et fondateur président du conseil consultatif scientifique des biosciences intégrées. Integrated Biosciences s’appuie sur la recherche fondamentale que mon laboratoire universitaire a effectuée au cours de la dernière décennie environ, montrant que nous pouvons cibler les réponses au stress cellulaire en utilisant des systèmes et la biologie synthétique. Ce tour de force expérimental et la plate-forme stellaire qui l’a produit font que ce travail se démarque dans le domaine de la découverte de médicaments et entraînera des progrès substantiels dans la recherche sur la longévité.

Référence : Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks par Felix Wong, Satotaka Omori, Nina M. Donghia, Erica J. Zheng et James J. Collins, 4 mai 2023, Vieillissement naturel.
DOI : 10.1038/s43587-023-00415-z

Le Dr Collins, qui est l’auteur principal de laVieillissement naturelpapier, a dirigé l’équipe qui a découvert le premier antibiotique identifié par apprentissage automatique en 2020.