Nou model de învățare automată identifică interacțiunile periculoase dintre medicamente

Cercetătorii de la MIT, Brigham and Women's Hospital și Duke University au dezvoltat o strategie complexă pentru a identifica transportorii utilizați de diferite medicamente. Această abordare combină modelele de țesut și algoritmii de învățare automată pentru a prezice cum interacționează medicamentele cu proteinele transportoare din tractul digestiv, ceea ce poate îmbunătăți tratamentul pacienților prin evitarea prescrierii concomitente a medicamentelor care se bazează pe același transportor și pot interfera între ele.
Studiul, publicat în Nature Biomedical Engineering, a dezvăluit că un antibiotic frecvent prescris și un anticoagulant pot interfera unul cu celălalt, demonstrând importanța înțelegerii acestor interacțiuni pentru a face medicamentele mai sigure și mai eficace. Prin utilizarea unui model experimental bazat pe țesut intestinal de porc crescut în laborator, cercetătorii au putut expune sistematic țesutul la diferite formulări de medicamente și a măsura gradul lor de absorbție.

Pentru a studia rolul transportorilor individuali în cadrul țesutului, cercetătorii au folosit ARN interferent scurt (siRNA) pentru a reduce expresia fiecărui transportor, permițându-le să observe cum interacționează fiecare transportor cu diferite medicamente. Testând 23 de medicamente obișnuite, au identificat transportorii utilizați de fiecare dintre aceste medicamente și apoi au antrenat un model de învățare automată pe aceste date, precum și pe date din mai multe baze de date de medicamente, pentru a face predicții despre interacțiunile dintre medicamente și transportori.

Analiza unui nou set de 28 de medicamente curente și 1.595 de medicamente experimentale a generat aproape 2 milioane de predicții de potențiale interacțiuni medicamentoase, inclusiv interacțiunea dintre doxyciclină și warfarină, precum și interacțiuni între doxiciclină și alte medicamente precum digoxină, levetiracetam și tacrolimus. Verificarea acestor predicții cu date de la pacienți a confirmat că nivelul de warfarină în sângele pacienților crește atunci când este administrat împreună cu doxiciclină, revenind la normal după oprirea administrării doxiciclinei.

Această metodologie nu numai că identifică potențialele interacțiuni între medicamentele existente, dar poate fi, de asemenea, aplicată medicamentelor aflate în dezvoltare, permițând dezvoltatorilor de medicamente să ajusteze formulația noilor molecule de medicamente pentru a preveni interacțiunile cu alte medicamente sau pentru a îmbunătăți absorbabilitatea lor. Această abordare deschide noi posibilități pentru dezvoltarea de sisteme de administrare orală a medicamentelor și pentru îmbunătățirea siguranței și eficacității tratamentelor medicamentoase.

sursa: Science Daily