Нов пробив: изкуственият интелект срещу остаряването – регенерацията на тъканите стана реалност

Учените използват изкуствен интелект, за да създават нови методи за лечение на увредените тъкани.

Изследователи от Вашингтонския университет разработиха иновативен метод за регенерация на тъкани с помощта на изкуствен интелект. В новото изследване, проведено в лабораторията на Дейвид Бейкър съвместно с Ханеле Руохола-Бейкър, е използван ИИ за създаване на протеинови молекули, които стимулират активността на фибробластния растежен рецептор (FGFR, fibroblast growth receptor). Това откритие е важна стъпка в развитието на регенеративната медицина и лечението на различните заболявания.

Основи на изследването

FGFR е ключов протеин, който играе важна роля в развитието на кръвоносните съдове, заздравяването на раните и растежа на раковите клетки. Контролирането на неговата активност може да помогне за лечението на рака чрез спиране на кръвоснабдяването на туморите, както и за ускоряване на възстановяването след сериозни физически наранявания.

Екипът от учени използва изкуствен интелект, за да създаде различни пръстеновидни протеинови молекули, наречени олигомери, които могат да контролират сигналите на FGFR. Тези структури, които по форма наподобяват вятърни мелници, звезди или пеперуди, са тествани върху човешки плурипотентни стволови клетки. Резултатите показаха, че олигомерите успешно трансформират стволовите клетки в различни видове клетки, които изграждат кръвоносните съдове.

Резултати и перспективи

Олигомерите са допринесли и за създаването на регенеративни тъкани. В проведен експеримент един от олигомерите, комбиниран с друг химикал, стимулира стволовите клетки да се самоорганизират в 3D органоиди на кръвоносни съдове. При трансплантация в мишки тези органоиди успешно се интегрират в кръвоносната система на животните.

Д-р Ханеле Руохола-Бейкър заяви:

„При инфаркти, диабет и естествения процес на стареене в тъканите на тялото се натрупват увреждания. Един от начините да отстраним част от тези увреждания е да стимулираме образуването на нови кръвоносни съдове в областите, в които трябва да възстановим здравословното кръвоснабдяване“.

Потенциални приложения

ИИ е дал възможност на учените да създадат протеини, които ефективно регулират FGFR сигналите и насочват стволовите клетки по пътя към превръщането им във функционални кръвоносни съдове. Това откритие може да бъде основа за разработване на нови методи за лечение на различни заболявания и увреждания на тъканите, включително увреждания на гръбначния мозък, за които понастоящем няма ефективни терапии.

Авторите на изследването смятат, че подобен подход може да се използва за контрол и на други сигнални процеси в клетките, което ще позволи по-прецизен контрол на техния растеж, съзряване и смърт.

„Решихме да започнем със създаването на кръвоносни съдове, но тази технология може да се използва за много други видове тъкани“, казва авторът на изследването Ашиш Фал.

По този начин прилагането на ИИ в биомедицинските изследвания открива нови хоризонти за развитието на регенеративната медицина и създаването на ефективни лечения, които могат да подобрят качеството на живот на пациентите.