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L’apprentissage automatique de l’intelligence artificielle (IA) aide les scientifiques et les chercheurs à trouver de nouveaux traitements pour les maladies et les affections. Une nouvelle étude publiée dans Découverte du cancer montre comment l’apprentissage automatique de l’IA peut identifier un nouveau traitement possible pour le cancer du cerveau pédiatrique incurable.
Le gliome pontique intrinsèque diffus (DIPG) est un gliome infiltrant incurable, et la survie globale médiane du DIPG varie de neuf mois à un an selon les scientifiques de l’Institute of Cancer Research de Londres et du Royal Marsden NHS Foundation Trust qui ont dirigé la recherche. étudier. DIPG est un type de tumeur cérébrale maligne trouvée dans la région du pont du tronc cérébral qui affecte principalement les enfants âgés de cinq à sept ans selon DIPG.org.
« 25% des patients atteints de la tumeur incurable du tronc cérébral DIPG présentent des mutations d’activation somatique dans ACVR1, mais il n’y a pas de médicaments approuvés ciblant le récepteur », ont écrit les chercheurs.
Les chercheurs ont cherché à trouver des médicaments capables de cibler les mutations ACVR1 dans le gliome pontique intrinsèque diffus en utilisant plus de 40 millions de documents avec plus d’un milliard d’arêtes relationnelles dans le graphe de connaissances de BenevolentAI. Le graphe de connaissances BenevolentAI permet aux scientifiques de découvrir de nouvelles connaissances informatiques, telles que des moyens de réutiliser des médicaments existants pour de nouveaux traitements.
“Afin de trouver des médicaments approuvés ayant une activité contre l’ACVR1 qui pourraient être rapidement explorés dans le contexte clinique, nous avons recherché dans le graphique des connaissances des composés pouvant avoir des effets inhibiteurs sur la protéine ALK2”, ont écrit les chercheurs. « La nécessité de trouver des médicaments ayant une pénétration connue dans le système nerveux central (SNC) était inhérente à cette approche. »
Le graphique de connaissances BenevolentAI a identifié plus de 850 composés qui inhibent l’activité de l’enzyme ALK2, hiérarchisé la puissance et identifié le statut d’approbation réglementaire. La plate-forme d’IA a découvert qu’il n’y avait aucun médicament approuvé qui pénétrerait dans le système nerveux central aux concentrations nécessaires pour inhiber l’ALk2 avec des doses thérapeutiques. L’algorithme d’apprentissage automatique de l’IA a identifié quatre composés (vandétanib, dasatinib, crizotinib et nintedanib) prometteurs, mais qui n’avaient pas la capacité de traverser efficacement la barrière hémato-encéphalique.
“Nous avons donc demandé si une combinaison d’un inhibiteur putatif de l’ACVR1 et d’un autre médicament connu pour interférer avec l’efflux médié par le transporteur de médicament pouvait être trouvée qui s’était déjà avérée sûre chez l’homme”, ont expliqué les scientifiques.
En plus d’utiliser la plate-forme d’IA pour voir si une combinaison serait efficace, les chercheurs ont évalué les composés pour les mécanismes de rétroaction potentiels qui pourraient être contrecarrés par une combinaison d’inhibiteurs.
« À l’aide de l’intelligence artificielle, nous identifions et validons la nouvelle combinaison de vandétanib et d’évérolimus chez ces enfants sur la base de synergies de signalisation et de pharmacocinétique, expérimentalement et cliniquement », ont rapporté les chercheurs.
Les scientifiques ont évalué la nouvelle combinaison de médicaments dans le cerveau de souris atteintes d’un gliome pontique intrinsèque diffus et ont découvert que la survie des souris ayant reçu un traitement était prolongée de 14 %. En outre, l’évérolimus s’est avéré augmenter de 56 % la concentration médiane de vandétanib dans le cerveau des souris, par rapport à la simple utilisation du vandétanib uniquement.
Selon le National Cancer Institute (NCI), le vandétanib est un médicament déjà approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour traiter le cancer médullaire de la thyroïde qui est localement avancé et ne peut pas être retiré par chirurgie ou métastasé, ce qui signifie qu’il s’est propagé. à d’autres parties du corps. L’évérolimus a obtenu l’approbation de la FDA pour traiter le cancer du sein, le cancer du pancréas, le cancer gastro-intestinal, le cancer du poumon, le carcinome rénal et l’astrocytome sous-épendymaire à cellules géantes selon le NCI.
Les chercheurs ont évalué la combinaison médicamenteuse prédite par l’IA de vandétanib et d’évérolimus chez quatre enfants atteints de DIPG et confirmé les mutations ACVR1. La prochaine étape consiste à étendre les tests et à entrer dans des essais cliniques à grande échelle pour évaluer si cela peut aider les enfants atteints de gliome pontique intrinsèque diffus.
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