A ferramenta de IA ajuda a encontrar medicina que salva vidas para doenças raras

Depois de vasculhar 4.000 medicamentos existentes, uma ferramenta de inteligência artificial ajudou a descobrir uma que salvou a vida de um paciente com a doença de Castleman Multicentric Idiopatic (IMCD). Esta doença rara tem uma taxa de sobrevivência especialmente ruim e poucas opções de tratamento. O paciente pode ser o primeiro de muitos a salvar suas vidas por um sistema de previsão de IA, que poderia potencialmente se aplicar a outras condições raras.

Detalhado em um artigo publicado no New England Journal of Medicineum grupo liderado por pesquisadores da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia usou uma técnica de IA chamada Machine Learning para determinar que o adalimumab-um anticorpo monoclonal que é aprovado pela FDA para tratar condições que variam da artrite à doença de Crohn-foram os “foram os” foram No novo “novo tratamento previsto que provavelmente funcionaria para o IMCD.

Paralelamente, os experimentos realizados pela equipe do estudo também descobriram que a proteína específica que o adalimumab inibe, denominada fator de necrose tumoral (TNF), estava potencialmente desempenhando um papel fundamental no IMCD. Eles detectaram níveis elevados de sinalização de TNF em pacientes com as formas mais graves de IMCD. Análises adicionais mostraram que as células imunes de pacientes com IMCD produzem mais TNF quando ativadas do que indivíduos saudáveis.

Reunindo essas descobertas, o autor sênior do estudo, David Fajgenbaum, MD, professor associado de medicina translacional e genética humana, e o médico do paciente no estudo, Luke Chen, MD, hematologista do Hospital Geral de Vancouver em Vancouver, BC , decidiu experimentar este inibidor do TNF pela primeira vez em um paciente com IMCD.

“O paciente neste estudo estava entrando em cuidados paliativos, mas agora ele tem quase dois anos de remissão”, disse Fajgenbaum, que também é co-fundador de uma organização sem fins lucrativos chamada Every Cure. “Isso é notável não apenas para esse paciente e IMCD, mas pelas implicações que ele tem para o uso do aprendizado de máquina para encontrar tratamentos para obter ainda mais condições”.

O processo de uso de um medicamento existente para um propósito que não seja sua intenção inicial é chamado de redação de medicamentos. Muitas doenças podem parecer muito diferentes – em sintomas, prognóstico ou até causa -, mas podem compartilhar alguns vínculos subjacentes no corpo – como mutações genéticas comuns ou gatilhos moleculares – e, portanto, podem ser tratados com o mesmo medicamento.

Fajgenbaum possui o próprio IMCD e, através de sua pesquisa, encontrou seu próprio tratamento reaproveitado e salva vidas há mais de uma década, que o manteve em remissão desde então.

A experiência o inspirou a se juntar à faculdade da Universidade da Pensilvânia e a co-fundir todas as cura para desbloquear mais tratamentos reaproveitados que salvam vidas. A organização procura aproveitar a capacidade da inteligência artificial de examinar os níveis astronômicos de dados para analisar medicamentos já aprovados que poderiam servir como tratamentos em potencial para pessoas com doenças raras.

A plataforma de IA, usada neste estudo, foi construída sobre o trabalho pioneiro dos co-autores do estudo Chunyu Ma, assistente de pesquisa, e David Koslicki, professor associado de ciência e engenharia da computação, biologia e o Instituto Huck of the Life Sciences, Ambos da Penn State University.

Mais uma tentativa

O paciente descrito neste estudo estava indo para cuidados paliativos porque vários tratamentos o haviam falhado com o tempo.

A doença de Castleman multicêntrica idiopática é um distúrbio da tempestade de citocinas. As tempestades de citocinas são caracterizadas por uma resposta exagerada e prejudicial pelo sistema imunológico, no qual muitas citocinas inflamatórias (proteínas no sistema imunológico que desempenham um papel na maneira como as células se comunicam) são liberadas e podem danificar os tecidos e órgãos do corpo.

Aqueles com IMCD podem, como resultado, experimentar o inchaço dos linfonodos, a inflamação em todo o corpo e a falha de vários órgãos com risco de vida.

O paciente do estudo experimentou muitos desses problemas até ser tratado com adalimumab.

Os próximos passos

Embora a doença de Castleman seja relativamente rara – cerca de 5.000 são diagnosticados nos EUA a cada ano – as descobertas deste estudo podem salvar a vida de muito mais.

“Provavelmente existem algumas centenas de pacientes nos Estados Unidos e alguns milhares de pacientes em todo o mundo que, a cada ano, estão no meio de um surto mortal como esse paciente estava experimentando”, disse Fajgenbaum. “Mais pesquisas são necessárias, mas espero que muitos deles possam se beneficiar desse novo tratamento”.

O estudo destaca a importância e o poder da combinação de uma variedade de abordagens científicas, versus usar apenas os métodos de pesquisa de IA, trabalho de laboratório ou de pesquisa clínica.

Avançando, Fajgenbaum e sua equipe estão se preparando para lançar um ensaio clínico este ano da eficácia de outra droga reaproveitada, este um inibidor de Jak1/2, no IMCD.