Η ΑΙ εντόπισε… αναπάντεχο φάρμακο για την οστεοπόρωση

Η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ) η χρήση της οποίας έχει εμφανίσει «έκρηξη» τα τελευταία χρόνια σε πλήθος πεδίων, αποτελεί πλέον ολοένα και συχνότερα «βοηθό» των επιστημόνων – μεταξύ άλλων συμβάλλει στην πρόβλεψη σχετικά με νέα μόρια που θα μπορούσαν να θεραπεύσουν νόσους ή στη «σάρωση» υπαρχόντων φαρμάκων τα οποία θα ήταν αποτελεσματικά και για άλλες χρήσεις εκτός από την αρχική ένδειξή τους.

Το νέο (παλαιότατο) φάρμακο

Τώρα ερευνητές αναφέρουν στο επιστημονικό περιοδικό «ACS Central Science» ότι ανακάλυψαν ένα νέο (αλλά στην πραγματικότητα πολύ παλιό) φάρμακο για την οστεοπόρωση με χρήση ενός αλγορίθμου βαθιάς μηχανικής μάθησης. Συγκεκριμένα οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου είδαν ότι η διυδροαρτεμισινίνη (DHA), ένα ανθελονοσιακό φάρμακο και παράγωγο ενός φαρμάκου της παραδοσιακής κινεζικής ιατρικής (αρτεμισινίνη), μπορεί να είναι άκρως αποτελεσματικό και ενάντια στην οστεοπόρωση. Μάλιστα οι επιστήμονες έδειξαν σε πειράματα σε ποντίκια ότι το DHA ανέστρεψε την απώλεια οστικής μάζας η οποία σχετίζεται με την οστεοπόρωση.

Παγκόσμια Ημέρα Οστεοπόρωσης η σημερινή 20η Οκτωβρίου και τα ευρήματα αυτά ανοίγουν καινούργιους δρόμους στην αντιμετώπιση μιας «σιωπηλής» πάθησης που πλήττει περισσότερα από 200 εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως (το 80% εξ αυτών γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση).

Οταν το «συνεργείο κατεδαφίσεων» των οστών κάνει… διπλοβάρδιες

Στα υγιή άτομα υπάρχει ισορροπία μεταξύ των οστεοβλαστών οι οποίοι «χτίζουν» νέο οστό και των οστεοκλαστών οι οποίοι διασπούν την οστέινη ουσία των οστών (απορροφούν το οστό). Οταν όμως το «συνεργείο κατεδαφίσεων» των οστών είναι… υπερεργατικό, μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια οστικής μάζας και τελικώς σε οστεοπόρωση, η οποία πλήττει συνήθως τα μεγαλύτερα σε ηλικία άτομα.

Ποντίκια με οστεοπόρωση που έλαβαν το ανθελονοσιακό φάρμακο DHA εμφάνισαν σημαντικά καλύτερη οστική πυκνότητα (εικόνες κάτω) σε σύγκριση με τα πειραματόζωα της ομάδας ελέγχου (εικόνες επάνω) [ACS Central Science, 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00794]

Διαφορετική προσέγγιση στόχευσης με επίκεντρο τα βλαστοκύτταρα

Οι υπάρχουσες θεραπείες για την οστεοπόρωση επικεντρώνονται στην επιβράδυνση της υπερδραστηριότητας των οστεοκλαστών. Ωστόσο οι οστεοβλάστες – και πιο συγκεκριμένα τα πρόδρομα κύτταρά τους, γνωστά ως μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα του μυελού των οστών (BMMSCs) – μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για μια διαφορετική προσέγγιση στόχευσης. Στην οστεοπόρωση τα πολυδύναμα αυτά βλαστικά κύτταρα τείνουν να μετατρέπονται σε λιποκύτταρα, ωστόσο θα μπορούσαν να αναπρογραμματιστούν ώστε να συμβάλλουν στη θεραπεία της πάθησης.

Σε προηγούμενη μελέτη τους ο Τζενγκγουέι Τσιέ και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου ανέφεραν ότι ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο βαθιάς μάθησης ο οποίος μπορεί να προβλέψει πόσο αποτελεσματικά ορισμένα μικρά φαρμακευτικά μόρια αναστρέφουν τις αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση που συνδέονται με την οστεοπόρωση. Τώρα, στο πλαίσιο της νέας μελέτης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτόν τον αλγόριθμο προκειμένου να βρουν μια νέα θεραπευτική στρατηγική για την οστεοπόρωση η οποία θα επικεντρώνεται στα BMMSCs.

Μείωση της απώλειας οστικής μάζας στα ποντίκια

Η ερευνητική ομάδα «έτρεξε» το πρόγραμμα σε ένα προφίλ γονιδίων τόσο νεογέννητων όσο και ενηλίκων ποντικιών. Με βάση τα αποτελέσματα, στην κορυφή της λίστας των μορίων που εντόπισε ο αλγόριθμος βρισκόταν το DHA, το οποίο σήμερα αποτελεί συστατικό-«κλειδί» των θεραπειών για την ελονοσία. Η χορήγηση DHA επί έξι εβδομάδες σε ποντίκια στα οποία είχε προκληθεί οστεοπόρωση οδήγησε σε σημαντική μείωση της απώλειας οστικής μάζας στα μηριαία οστά και σε σχεδόν πλήρη διατήρηση της δομής των οστών.

Παραγωγή περισσότερων οστεοβλαστών

Προκειμένου να βελτιώσουν τον τρόπο χορήγησης του φαρμάκου, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα νέο σύστημα το οποίο έχει ως βάση ενέσιμα νανοσωματίδια τα οποία φέρουν εντός τους το φάρμακο. Οπως προέκυψε, τα οστά των πειραματοζώων με οστεοπόρωση που έλαβαν τη θεραπεία ήταν παρόμοια με εκείνα της ομάδας ελέγχου, χωρίς μάλιστα να εμφανίζεται κανένα σημάδι τοξικότητας από τη λήψη της θεραπείας. Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι το DHA αλληλεπιδρούσε με τα BMMSCs ωθώντας τα τελικώς να παράγουν περισσότερους οστεοβλάστες. Με βάση τα ευρήματά τους οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το DHA αποτελεί έναν νέο υποσχόμενο θεραπευτικό παράγοντα για την οστεοπόρωση.