Usando a inteligência artificial para fazer a triagem de 30 milhões de possíveis medicamentos contra o SARS-CoV-2
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Os pesquisadores e colaboradores da Mayo Clinic usaram a simulação em computadores e inteligência artificial (AI) para fazer a triagem virtual de 30 milhões de possíveis medicamentos que podem bloquear o SARS-CoV-2, o vírus que causa a COVID-19. Em um estudo publicado na revista científica Biomolecules, pesquisadores aceleraram a descoberta de medicamentos para identificar alvos promissores para estudos adicionais. Eles estão buscando novos tratamentos para a COVID-19.
“Utilizamos uma plataforma multimedicamentosa para fazer a triagem de possíveis medicamentos”, disse Thomas Caulfield, Ph.D., neurocientista molecular da Mayo Clinic e autor sênior do estudo. “Examinamos medicamentos aprovados pela Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos (U.S. Food and Drug Administration) e clinicamente testados, assim como novos compostos. Usando o poder computacional de tecnologias avançadas, pudemos determinar o melhor medicamento, obtido de uma biblioteca de compostos, para investigação posterior.”
A pesquisa foi conduzida usando simulação computadorizada, chamada de triagem in silico (que significa em silício ou no computador) e validada usando experimentos biológicos com vírus vivos. Esse tipo de pesquisa usa bancos de dados digitais e modelos matemáticos para identificar compostos de medicamentos potencialmente úteis. Outros tipos de pesquisas acontecem em linhas celulares (conhecido como in vitro) ou em organismos vivos, como camundongos ou humanos (conhecido como in vivo).
Os pesquisadores iniciaram com 30 milhões de compostos de medicamentos. As ferramentas de triagem virtual fizeram previsões sobre o comportamento de diversos compostos de medicamentos, fazendo a modelagem de como eles iriam interagir com alvos biológicos em partículas do SARS-CoV-2. A triagem in silico reduziu o foco para 25 compostos. Então, para uma análise mais aprofundada e testagem em laboratório, os pesquisadores conduziram um estudo piloto nesses 25 compostos contra o SARS-CoV-2 em culturas de células humanas. Depois, eles foram testados para um problema comum com os medicamentos: a toxicidade.
Como uma das tarefas do fígado é filtrar o sangue, incluindo os compostos de um medicamento, a equipe criou um modelo de um fígado humano em uma superfície do tipo honeycomb, menor do que uma ponta de borracha de lápis. Os pesquisadores foram capazes de prever que todos os 25 compostos seriam seguros para fígados humanos.
“O objetivo é desativar a infecção e fazer com que as células voltem a ser saudáveis.”, disse o Dr. Caulfield. “Queremos atacar agressivamente o ciclo de replicação do SARS-CoV-2 em várias frentes, inibindo a entrada e a disseminação do vírus.”
Os pesquisadores esperam que uma combinação de medicamentos, similar a um coquetel de medicamentos usado para tratar o HIV, poderia complementar a abordagem de vacinação contra a COVID-19. O Dr. Caulfield. disse que o próximo passo é desenvolver as novas descobertas. Os pesquisadores planejam testar combinações de medicamentos para emparelhamentos sinergéticos que poderiam ser mais potentes contra o vírus do que um composto único.
“Essa descoberta abre caminho para o design futuro de medicamentos e testes pré-clínicos que permitirão a entrega acelerada de possíveis medicamentos.”
Dr. Caulfield. liderou a equipe de triagem, que incluiu colegas da Mayo Clinic na Flórida e em Rochester, assim como pesquisadores de Brigham e do Women's Hospital (uma afiliada da Harvard Medical School), e da University of California, Riverside. Financiamento para esta pesquisa foi oferecido pelo National Institutes of Allergy and Infectious Diseases (Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas), pelo National Institutes of Health (Instituto Nacional de Saúde), pela Mayo Clinic e pelo Centro de Medicina Individualizada da Mayo Clinic. Para ver a lista completa de autores, informações sobre financiamento e a declaração de conflito de interesses, veja o artigo na revista científica Biomolecules.
Esse artigo e outros artigos de pesquisa podem ser encontrados na publicação de pesquisas da Mayo Clinic, Discovery’s Edge.
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Sobre a Mayo Clinic
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