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Pesquisadores da Escola Médica da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, desenvolveram um modelo de inteligência artificial que pode transformar as pesquisas que buscam medicamentos para o tratamento de Parkinson e Alzheimer. O trabalho foi publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering.
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Chamado PDGrapher, o modelo identifica múltiplos fatores causadores de doenças e indica genes capazes de reverter as células doentes, retomando sua função saudável. Em abordagens tradicionais, cientistas geralmente testam uma proteína alvo ou medicamento por vez na esperança de encontrar um tratamento eficaz.
“A descoberta tradicional de medicamentos assemelha-se à degustação de centenas de pratos prontos para encontrar um que tenha o sabor perfeito”, disse a autora sênior do estudo, Marinka Zitnik, professora associada de informática biomédica no Instituto Blavatnik da HMS. “O PDGrapher trabalha como um chef de cozinha que entende o que quer que o prato seja e exatamente como combinar os ingredientes para atingir o sabor desejado.”
Como foi feita a pesquisa?
- Em um primeiro momento, o modelo foi treinado com um conjunto de dados de células doentes antes e depois do tratamento (assim, poderia descobrir quais genes devem ser atingidos para mudar o estado das células doentes);
- Depois, o modelo foi testado usando 19 conjuntos de dados abrangendo 11 tipos de câncer;
- Na sequência, os pesquisadores pediram à IA que previsse várias opções de tratamento para amostras de células das quais o modelo ainda não teve acesso e para tipos de câncer desconhecidos pela tecnologia.
O resultado: a ferramenta previu com precisão alvos de fármacos já conhecidos por sua eficácia e também identificou candidatos adicionais apoiados por evidências, segundo o estudo. Para o câncer de pulmão, por exemplo, o modelo destacou o KDR (VEGFR2) como um alvo, corroborando resultados de pesquisas anteriores.
Em conjuntos de dados inéditos, ele classificou os alvos terapêuticos corretos com uma precisão até 35% maior do que outros modelos e apresentou resultados até 25 vezes mais rápidos do que abordagens de IA comparáveis.
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O que vem agora?
Os cientistas acreditam que o modelo pode ser especialmente útil para pesquisas de medicamentos usados para combater doenças complexas, alimentadas por mais de uma via, como câncer. Isso porque a IA é capaz de indicar múltiplos fatores envolvidos na condição, oferecendo mais de uma alternativa de tratamento.
Agora, a equipe está concentrada em uma segunda etapa do trabalho para observar como o modelo pode ser usado no contexto de doenças cerebrais como Parkinson e Alzheimer. Além disso, eles estão mapeando quais genes ou pares de genes podem ser afetados por tratamentos para Distonia-Parkinsonismo ligado ao cromossomo X (uma doença neurodegenerativa hereditária rara) em parceria com o Hospital Geral de Massachusetts.
A Universidade de Harvard alertou, no entanto, que trabalhos financiados com recursos federais, como é o caso desta pesquisa, estão em risco. “Na Faculdade de Medicina de Harvard, o futuro de iniciativas como esta — realizadas a serviço da humanidade — está agora em jogo devido à decisão do governo de rescindir um grande número de bolsas e contratos financiados pelo governo federal em toda a Universidade Harvard.”
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