Российские химики с помощью ИИ синтезировали потенциальные лекарства от желтой лихорадки
Ученые ФИЦ биотехнологии РАН смогли синтезировать соединение для потенциального лекарства от желтой лихорадки — смертельно опасного вирусного заболевания, которое переносят москиты. Они задействовали методы машинного обучения, чтобы выбрать из сотен тысяч вариантов виртуальных химических структур наиболее перспективные, а затем синтезировать и протестировать пять перспективных молекул, которые будет возможно применить для разработки будущего лекарства.
pubs.acs.org
Все пять соединений проявили необходимый уровень активности, но одно из них показало лучший результат.
Желтую лихорадку вызывает вирус Viscerophilus tropicus, который относится к семейству флавивирусов. У зараженного человека температура резко повышается до 39–41 °С, начинается озноб, сильная головная боль, тошнота и рвота. При этом кожа больного становится желтой из-за поражения печени. Против вируса используется только симптоматическое лечение, либо вакцинация.
Ученые из РАН опирались на данные высокопроизводительного скрининга и информацию, доступную в существующих базах данных, чтобы выбрать соединения с желаемыми параметрами. В ходе скрининга задействовали роборуку, которая автоматически помещала в лунки в специальном планшете разные варианты активных веществ. Модели ИИ помогли ученым предсказать эффективность потенциальных молекул, а также их биоактивность, скорость всасывания, то, как они распространяются и трансформируются в организме, а также как выделяются из него.
Для машинного обучения химики взяли из баз данных информацию о небольших лекарственных молекулах и изучили научные публикации об исследованиях вируса желтой лихорадки на клетках.
В итоге модели ИИ помогли выявить самые перспективные молекулы-кандидаты, которые боролись бы с вирусом в клетках человека. Ученые протестировали эти молекулы и узнали их оптимальную рабочую концентрацию.
Для самого действенного вещества концентрация, при которой наблюдалась половина максимально возможной активности, составила 0,0032 молярного юнита (который равен одному молю вещества на литр). Сама молекула относится к производным пиразолосульфонамида. Если следующие испытания будут успешными, то ученые надеются получить группу препаратов для борьбы с вирусом желтой лихорадки.
Исследование опубликовали в журнале Journal of Chemical Information and Modeling.
