投稿者: 新しい研究は、人工知能が新薬や医薬品の安全性プロトコルの開発をどのように強化できるかを浮き彫りにしています。
Nature Biomedical Engineering誌に掲載された研究は、どの薬を一緒に摂取した場合に相互に干渉する可能性があるかを判断するために使用されるモデルを中心にしています。
「胃腸管の生体内状態を正確にモデル化する体外システムは、生物学的利用能がより高い経口薬の開発に役立つ可能性がある」と研究者らは書いている。
「ここで我々は、薬物と腸内薬物トランスポーターとの間の相互作用プロファイルが、低分子干渉RNAの超音波媒介送達を介して無傷のブタ組織外植片におけるトランスポーター発現を調節することによって得られ、相互作用プロファイルが訓練されたランダムフォレストモデルによって分類できることを示す。」薬物と輸送体の関係について。」
この研究について書いたMITニュースによると、研究者らは「組織モデルと機械学習アルゴリズムの両方を利用」し、「一般的に処方される抗生物質と抗凝血剤が相互に干渉する可能性があることを明らかにした」という。
同誌は、「どのトランスポーターが薬物の消化管通過を助けるのかをさらに解明することは、医薬品開発者がトランスポーターとの相互作用を強化する賦形剤を追加することで新薬の吸収性を改善するのにも役立つ可能性がある」と述べた。同様に、「現在開発中の医薬品にも適用できる」可能性がある。
「この技術を使用することで、医薬品開発者は新しい薬物分子の配合を調整して、他の薬物との相互作用を防止したり、吸収性を改善したりすることができます。新しい経口薬物送達システムを開発するために、元MIT博士研究員のトーマス・フォン・エルラッハ氏、MIT研究所のロバート・ランガー教授、トラヴェルソ氏によって2018年に共同設立されたバイオテクノロジー企業であるヴィブテックス社は、現在その種の薬物調整を追求している」とMITニュースは述べた。
研究者らは、「薬物輸送体の相互作用がよく特徴づけられている」24種類の薬物を用いた試験で、「モデルは100％の一致を達成した」と述べた。
「28種類の臨床薬と22種類の治験薬について、このモデルは58種類の未知の薬物-トランスポーター相互作用を特定し、そのうち7種類（テストした8種類のうち）はマウスでの薬物-薬物動態測定に一致した」と彼らは続けた。
「また、ドキシサイクリンと 4 つの薬剤 (ワルファリン、タクロリムス、ジゴキシン、レベチラセタム) 間の相互作用に関するモデルの予測を、生体外灌流アッセイと患者からの薬理学的データの分析を通じて検証しました。組織外植片や機械学習を介して腸トランスポートームとの相互作用について薬剤をスクリーニングすることは、薬剤開発と薬剤の安全性の評価を促進するのに役立つ可能性があります。」
MITの機械工学准教授であり、この研究の主任著者でもあるジョバンニ・トラヴェルソ氏はMITニュースに対し、「吸収をモデル化する際の課題の1つは、薬物が異なるトランスポーターの影響を受けることである」と語った。
「この研究は、これらの相互作用をどのようにモデル化できるかにかかっています。これにより、薬をより安全で効果的なものにし、これまで予測するのが困難であった可能性のある潜在的な毒性を予測するのに役立つ可能性があります」と、ブリガム大学の胃腸科医でもあるトラヴェルソ氏は述べた。女性病院。
MIT ニュースには、研究に関する詳しい背景が掲載されています。
「これまでの研究では、薬物が腸内壁を通過するのを助ける胃腸管内のいくつかのトランスポーターが特定されています。新しい研究の焦点となった最も一般的に使用される 3 つは、BCRP、MRP2、および PgP です。この研究のために、Traverso らは 2020 年に開発した組織モデルを応用して、特定の薬物の吸収性を測定しました。この実験設定は、実験室で増殖させたブタの腸組織に基づいており、体系的に組織をさまざまな薬剤製剤に曝露し、それらがどの程度吸収されるかを測定するために使用できます。組織内の個々のトランスポーターの役割を研究するために、研究者らはsiRNAと呼ばれる短いRNA鎖を使用して各トランスポーターの発現をノックダウンした。彼らは組織の各セクションでトランスポーターのさまざまな組み合わせをノックダウンし、各トランスポーターがさまざまな薬物とどのように相互作用するかを研究することができました。」
この出版物は、研究者らの予測を検証するために、「ドキシサイクリンを処方されたときにこれら 3 つの薬のいずれかを服用していた約 50 人の患者のデータを調べた」と説明しており、その結果、「すでにワルファリンを服用している患者にドキシサイクリンを投与すると、患者の血流中のワルファリン濃度は上昇しましたが、ドキシサイクリンの服用を中止すると再び低下しました。」また、MITニュースによると、「ドキシサイクリンの吸収はジゴキシン、レベチラセタム、タクロリムスによって影響を受けるというモデルの予測も裏付けられた」という。
「薬物が組織を通過する道はいくつかありますが、どの道を通るかはわかりません。道路を個別に閉鎖して、この道路を閉鎖した場合でも麻薬が通過するかどうかを確認することができます。答えが「はい」なら、その道路を使用していないことになります」とトラヴェルソ氏は出版物に語った。
「これらは一般的に使用されている薬剤であり、この加速されたインシリコおよびインビトロモデルを使用してこの相互作用を予測したのは我々が初めてです」とトラヴェルソ氏は続けた。 「この種のアプローチにより、これらの薬を一緒に投与することによる潜在的な安全性への影響を理解することができます。」
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