นักวิจัย AI พัฒนาวิธีการนำยาที่มีอยู่แล้วมาใช้รักษาโควิด-19

ทีมนักวิจัยระหว่างประเทศ ได้ใช้โมเดล AI เพื่อค้นหายาที่มีอยู่แล้วที่สามารถรักษาโควิด-19 ในผู้ป่วยสูงอายุ ทีมวิจัย ได้ใช้โมเดล autoencoder กับยาที่มีอยู่ในตลาด โดยมีเป้าหมายในการค้นหาความคล้ายคลึงกันในการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนระหว่างการ老化ตามธรรมชาติและโควิด-19

ตามที่ Caroline Uhler นักชีววิทยาคอมพิวเตอร์จาก MIT อธิบาย วิธีการพัฒนายาใหม่เพื่อต่อสู้กับโควิด-19 มีปัญหาในการใช้เวลาหลายปีในการพัฒนายา AI ได้ถูกนำมาใช้ในการค้นหายาใหม่แล้ว โดยการค้นหาสูตรยาทางการแพทย์ใหม่ๆ ได้เร็วกว่าวิธีการค้นหายาแบบดั้งเดิม แต่แม้กระทั่งความเร็วในการค้นหายาด้วย AI ก็ยังช้าเกินไปเมื่อเทียบกับสถานการณ์เช่นการระบาดของโควิด-19 ดังนั้นการนำยาที่มีอยู่แล้วมาใช้จึงเป็นวิธีที่ดีกว่า

เพื่อค้นหายาที่สามารถต่อสู้กับผลกระทบของโควิด-19 ในผู้ป่วยสูงอายุ ทีมวิจัยได้ตรวจสอบยีนที่เปลี่ยนแปลงระหว่างการ老化ตามธรรมชาติและเมื่อถูกโควิด-19

โควิด-19 ถูกสมมติว่าใช้เส้นทางเซลล์บางอย่าง โดยเฉพาะเส้นทางการอักเสบ เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ นอกจากนี้ยังทราบว่าผลกระทบของโควิด-19 มีผลรุนแรงมากกว่าในผู้ป่วยสูงอายุเมื่อเทียบกับผู้ป่วยอายุน้อยกว่า นอกจากนี้ ระบบทางเดินหายใจของผู้สูงอายุยังมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงความแข็งของเนื้อเยื่อ ดังนั้นทีมวิจัยจึงค้นหายีนที่เปลี่ยนแปลงทั้งระหว่างการ老化และโควิด-19 โดยมีเป้าหมายในการค้นหายาที่มีปฏิกิริยาด้วยกันในเชิงบวก

ทีมวิจัยใช้กระบวนการสามขั้นตอนเพื่อค้นหายีนที่เหมือนกันระหว่างเส้นทางทั้งสอง ในขั้นตอนแรก ทีมวิจัยใช้ autoencoder เพื่อสร้างรายชื่อยาที่เป็นไปได้ โดยการวิเคราะห์ข้อมูลการแสดงออกของยีนสองชุด และเลือกยาที่ดูเหมือนจะลดผลกระทบของไวรัสโดยรวม ผลลัพธ์คือรายชื่อยาที่เป็นไปได้และปฏิกิริยาของพวกมันกับโปรตีนในเส้นทางทั้งสอง หลังจากนั้น ทีมวิจัยได้นำรายชื่อยาที่เป็นไปได้และสร้างแผนที่ปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนและเส้นทางทั้งสอง โดยสร้างแผนที่ปฏิกิริยาของโปรตีนสำหรับทั้งสองเส้นทาง จากนั้นจึงเปรียบเทียบแผนที่ปฏิกิริยาทั้งสองเพื่อค้นหาพื้นที่ที่ทับซ้อนกัน ซึ่งนำไปสู่การค้นพบเครือข่ายการแสดงออกของยีนที่ยาควรเป้าหมายเพื่อลดความรุนแรงของโควิด-19 ในผู้ป่วยสูงอายุ

ในขั้นตอนสุดท้ายของโครงการวิจัย ทีมวิจัยได้ใช้วิธีการทางสถิติเพื่อกำหนดสาเหตุของเครือข่ายที่ได้จากแผนที่ โดยใช้วิธีนี้พวกเขาสามารถกำหนดยีนที่แน่นอนซึ่งยาควรโต้ตอบเพื่อลดความรุนแรงของการติดเชื้อโควิด-19 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตามผลการวิเคราะห์ ยีน RIPK1 เป็นส่วนหนึ่งของจีโนมที่คิดว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการเป้าหมายโดยยารักษาโควิด-19 บางยาที่เป็นไปได้ใช้รักษามะเร็ง ยาบางตัวกำลังถูกทดสอบโดยสถาบันทางการแพทย์เพื่อรักษาโควิด-19

ทีมวิจัยชี้ว่านี่เป็นเพียงขั้นตอนแรกในการกำหนดยาที่สามารถนำมาใช้รักษาโควิด-19 ได้ จะต้องมีการทดลองในห้องปฏิบัติการและทดลองทางคลินิกอย่างกว้างขวางเพื่อกำหนดว่ายาเหล่านั้นมีประสิทธิภาพจริงหรือไม่ แต่ถ้าแนวทางนี้ประสบความสำเร็จ ก็สามารถนำมาใช้ในการค้นหายาที่มีประสิทธิภาพสำหรับสภาวะอื่นๆ ได้

ตามที่ทีมวิจัยเขียนว่า

“ในขณะที่เรานำแพลตฟอร์มการคำนวณของเราไปใช้ในบริบทของ SARS-CoV-2 อัลกอริทึมของเรารวมข้อมูลรูปแบบที่มีอยู่สำหรับโรคหลายชนิด ทำให้พวกมันสามารถใช้ได้กับหลายๆ โรค”