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Os medicamentos existentes podem funcionar contra o Covid-19. AI está selecionando milhares para descobrir

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Você já ouviu falar de cloroquina agora. Originalmente desenvolvido por cientistas alemães na década de 1930, o medicamento anti-malária é baseado em um composto natural presente na casca de certas árvores da África do Sul. Por quase um século, ele salvou vidas em todo o mundo, mas permaneceu sob o radar de países onde a malária não é um grande problema.

Graças ao Covid-19, a cloroquina está de volta aos holofotes da mídia como um tratamento potencial para reduzir os sintomas graves de coronavírus.

Para ser claro: não sabemos se funciona. Os médicos chineses jogaram a droga (junto com um balde inteiro) em uma última tentativa contra pacientes graves de Covid-19 que estavam morrendo. Alguns melhoraram. Muitos não. Sem os ensaios clínicos, que estão em andamento, os efeitos positivos poderiam ter sido apenas uma ilusão.

A cloroquina não é uma história isolada. Vários potenciais medicamentos existentes estão sendo investigados para o Covid-19, embora no momento “não haja medicamentos definitivamente eficazes”, disse o Dr. Li Haichao. Hub de singularidade. Li é médico respiratório e de cuidados intensivos no Primeiro Hospital da Universidade de Pequim e membro da equipe nacional de resgate médico de emergência em Wuhan.

O que une esses candidatos promissores a medicamentos, no entanto, é que nenhum deles é “novo”, ou seja, nenhum foi desenvolvido especificamente para o coronavírus – ou qualquer vírus. No entanto, todos eles têm características que os tornam drogas potencialmente poderosas para combater o novo vírus que vem causando estragos em todo o mundo.

O reaproveitamento de medicamentos disponíveis é talvez o caminho mais rápido para um tratamento de SOS em qualquer surto. Em vez de desenvolver novos medicamentos a partir do zero – um esforço assustador que poderia durar uma década – os medicamentos existentes, especialmente aqueles já aprovados pelas agências reguladoras, poderiam entrar em ação muito mais rapidamente e salvar vidas.

Por enquanto, diante desse vírus novinho em folha, os cientistas estão dando palpites com base na experiência e na intuição para selecionar alguns possíveis candidatos a medicamentos.

E se houver outro caminho?

Nesta semana, um artigo de pré-impressão descreveu como as redes neurais profundas poderiam ajudar os médicos a procurar antivirais contra um novo alvo. Especialmente intrigante é o fato de que o algoritmo não apenas analisa medicamentos experimentais – ele também rastreia uma biblioteca de compostos, já aprovados para outras doenças, que também podem potencialmente funcionar para os sintomas do coronavírus. Tocar em um medicamento existente aprovado é como pedir ajuda a um amigo, e não a um estranho on-line: você já entende os perfis de segurança e metabolismo do medicamento e isso aumenta a confiança.

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Mas nem todos são pôneis e arco-íris. O redirecionamento de medicamentos baseado em IA é talvez ainda mais perigoso do que de novo descoberta de drogas. A familiaridade é uma faca de dois gumes; é exatamente porque você confia em um medicamento aprovado que está menos inclinado a questionar sua segurança. A margem de doses terapêuticas e tóxicas de cloroquina, por exemplo, é estreita e o envenenamento pode ser fatal. A IA pode ajudar – mas, fundamentalmente, é necessário validar os ensaios clínicos.

Por que o reaproveitamento de medicamentos funciona?

A pré-impressão é uma tentativa recente de um movimento fascinante no uso da IA ​​para a descoberta de drogas.

O papel da IA ​​na descoberta de medicamentos tem sido apontado de várias maneiras: encontrar novos alvos, procurar novas moléculas candidatas que melhorem a “taxa de acerto” – ou seja, quantas passam por rigorosos ensaios clínicos e chegam ao mercado. A maioria das tentativas baseadas em IA concentra-se em encontrar novos compostos; No entanto, com o Covid-19 destruindo rapidamente as economias globais de saúde e riqueza, o reaproveitamento de medicamentos está emergindo como uma aposta anteriormente subvalorizada.

A idéia de usar um medicamento para uma doença em outra pode parecer estranha. Se leva uma década para desenvolver um medicamento contra uma doença, por que isso funcionaria para outra coisa?

O motivo é a semelhança biológica.

A natureza é meio preguiçosa. Embora o vírus Covid-19 seja novo para os seres humanos, não é exatamente uma espécie exótica desconhecida para a evolução. Como um coronavírus – ou heck, um vírus em si -, temos uma idéia básica, baseada em vírus semelhantes anteriores, como SARS e MERS, de como ele infecta células e como ele se transmite rapidamente. Estão em andamento estudos para decifrar porque é tão assustadoramente eficaz em comparação com seus primos, mas esse é o ponto crucial: existem exemplos anteriores a serem observados.

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No lado “receptor” humano, também podemos comparar a forma como nossos corpos respondem no nível molecular ou mesmo genético a uma infecção desse tipo em comparação com outros vírus. Após a infecção, um vírus altera fundamentalmente o funcionamento das fábricas de proteínas de uma célula. Como os vírus não podem se replicar, eles exigem a reprodução das instalações de fabricação de nossas células, o que altera o perfil de expressão gênica da célula. É como olhar para a imagem de satélite de uma cidade antes e depois de ser atingido pelo vírus – há mudanças notáveis ​​no tráfego, poluição do ar, luzes artificiais etc., relativamente fáceis de distinguir.

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Aqui está a idéia principal: se um medicamento altera os perfis de expressão gênica de maneira semelhante entre duas circunstâncias diferentes – por exemplo, duas infecções diferentes, uma das quais é nova -, é possível que o medicamento possa funcionar para a nova infecção. Pelo menos, esse é o ponto de vista lógico baseado em IA.

Da perspectiva de um médico de emergência, tudo isso é muito complicado para ser considerado na vida real. Por que usar cloroquina em pacientes Covid-19? Porque, controversamente, possui propriedades antivirais em células isoladas em laboratórios, embora até o momento, “nenhuma infecção aguda pelo vírus tenha sido tratada com sucesso pela cloroquina em humanos”. O uso de cloroquina foi uma tentativa desesperada: os médicos chineses administraram a droga como um esforço de última hora, porque parecia ter efeitos benéficos (não confirmados) contra a SARS há mais de uma década. A expressão gênica era a última coisa em suas mentes.

Onde entra a IA?

Ao contrário dos médicos humanos, a IA tem a capacidade de aprofundar os efeitos das drogas no nível molecular ou genético. Como um exemplo puramente fictício: da perspectiva de uma rede neural profunda, se um medicamento que trabalha com HIV desencadeia as mesmas alterações de expressão genética em pacientes com Covid-19, talvez o medicamento também possa funcionar para o novo coronavírus.

O uso da IA ​​para reaproveitamento de medicamentos não é novo – centenas de estudos sobre o assunto foram publicados nos últimos anos. A parte difícil é montar o experimento.

A pré-impressão, por exemplo, é baseada em uma hipótese usando SARS, um vírus semelhante ao que causa o Covid-19. Um gene, apelidado COPB2, foi anteriormente considerado essencial para ajudar a SARS a se replicar no organismo. Como o vírus Covid-19 e o SARS têm pelo menos 86% de similaridade em seu genoma, um medicamento que funciona para o SARS poderia, em teoria, ser promissor para combater o Covid-19. Isso está de acordo com a maioria dos medicamentos atualmente testados contra o novo coronavírus – a maioria foi desenvolvida inicialmente para outros vírus.

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Aqui é onde entra o aprendizado de máquina. A equipe analisou primeiro o perfil genético das células sem o COPB2 gene, que (se o gene é essencial para o Covid-19) significa que eles são pelo menos parcialmente resistentes contra a SARS e, talvez, contra o novo coronavírus. Eles então examinaram bibliotecas de produtos químicos em massa para encontrar compostos que desencadeiam um perfil genético semelhante nas células, eliminando a COPB2 gene completamente.

A rede neural produziu uma lista de compostos experimentais e aprovados que correspondiam ao perfil. Um produto químico de “verificação de sanidade”, por exemplo, foi encontrado anteriormente para reduzir a replicação de SARS nas células infectadas.

Um salvador de IA?

Se você tiver perguntas e dúvidas – bom, você deveria. Ainda estamos nos estágios iniciais de combate ao Covid-19. Isso significa que existem muito poucos dados sobre o vírus que podem ser usados ​​para treinar a IA. A pré-impressão usava o SARS como proxy, o que é lógico, principalmente porque sabemos muito pouco sobre o novo coronavírus. Para seu crédito, a equipe também pede colaborações acadêmicas e do setor para validar experimentalmente seus resultados.

No entanto, é COPB2 necessário para o Covid-19 seqüestrar suas células? Nenhuma pista! Simplesmente não temos dados suficientes para confirmar de qualquer maneira. Os candidatos a medicamentos contra a SARS trabalhariam para o vírus Covid-19? Ninguém sabe.

E essa é a lição. O reaproveitamento de drogas em uma crise costuma ser uma tentativa da Hail Mary. Os médicos estão desesperados. Mas, sem dar um passo atrás e executar ensaios controlados, deixaremos a esperança assumir dados e verdades em detrimento de cientistas, médicos e pacientes. A IA, sem dúvida, tem o potencial de abrir um mundo de possíveis candidatos a remédios reposicionados, classificados pela eficácia prevista. Isso é realmente ótimo: em vez de um punhado de medicamentos promissores, poderíamos ter um em que nem pensamos.

Mas também é perigoso fugir com o hype recomendado pela IA, especialmente para medicamentos que já estão no mercado. Só porque eles são seguros para um distúrbio testado não significa que eles agirão da mesma maneira para outro. Todo mundo está impaciente para encontrar refúgio – mas é exatamente por isso que a objetividade científica precisa começar primeiro.

Crédito da imagem: Pexels por Pixabay

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