2023-04-16 12:11

对抗下一次大流行:算法工具识别现有药物来对抗未来的疫情

为了应对COVID-19的持续挑战和加快药物开发的需求,一个全球研究人员团队开发了一种工具PHENSIM,该工具可以模拟SARS-CoV-2宿主细胞的组织特异性感染,以确定可用于对抗未来大流行的药物。通过考虑选定的细胞、细胞系和组织,并传播生物分子的影响和改变,该算法确定了药物再利用的潜在候选对象。该工具可以通过在昂贵和费力的体外和体内实验以及随后的临床试验之前选择最佳候选药物,显著改善针对疾病的药物开发。

算法计算如何有效地“重新利用”目前的疗法为未来使用。

研究人员开发了一种算法工具PHENSIM,可以模拟SARS-CoV-2宿主细胞的组织特异性感染,以确定可以重新用于对抗未来大流行的现有药物。该工具可以改善疾病特异性药物的开发,并提供了应答的可能性更快地解决公共卫生危机。

一个全球研究团队发明了一种算法工具,可以识别现有药物,以对抗未来的流行病。这项研究发表在细胞出版社期刊Heliyon上,为更快地应对公共卫生危机提供了可能性。

免疫学家、纽约大学库朗数学科学研究所的访问科学家、该论文的主要作者娜奥米·玛丽亚解释说:“没有击败Covid大流行的银药,因为它带我们经历了死亡和破坏的公共卫生过山车。”“然而,使用这种人工智能工具,再加上体外数据和其他资源,我们已经能够模拟SARS-CoV-2感染,并确定目前可用的几种COVID-19药物,这些药物可能有效对抗下一次疫情。”

“药物再利用策略为快速定位潜在的新干预措施提供了一种有吸引力和有效的方法,”纽约大学Courant教授、该论文的高级作者之一巴德·米什拉(Bud Mishra)补充道。“在昂贵而费力的体外和体内实验以及随后的临床试验之前,提前识别和选择最佳候选药物,可以显著改善针对疾病的药物开发。”

尽管随着时间的推移,疫苗和卫生习惯已经减轻了COVID-19的严重程度,但在过去三年中,COVID-19已显示出一项艰巨的挑战。然而,尽管有这些工具来对抗它,导致covid -19的sars - cov -2病毒继续传播并夺走生命。这部分是由于它能够迅速多样化的目标细胞类型、免疫反应途径和传播方式。这些特征使得传统的疫苗和药物设计方法不如过去有效,特别是当病毒与其他病原体(如RSV和流感)混合感染时。

认识到目前的方法让我们只能追逐病毒,该团队还包括来自纽约诺斯韦尔卫生费恩斯坦医学研究所、红十字血库基金会Curaçao、Curaçao生物医学健康与研究所、荷兰格罗宁根大学医学中心和西西里岛卡塔尼亚大学临床和实验医学系的研究人员,他们想出了一种旨在缩小未来大流行差距的方法:利用现有药物进行反击。

为此,他们开发了一种系统生物学工具,表型模拟器(PHENSIM)。PHENSIM模拟SARS-CoV-2宿主细胞的组织特异性感染,然后通过一系列计算机或硅实验来识别可能被重新利用的药物。该算法通过传播生物分子(如差异表达基因、蛋白质和micrornas)的影响和改变,计算选择的细胞、细胞系和组织,并在一系列环境下计算抗病毒效果。该团队通过将其结果与最近发表的体外研究结果进行比较,证实了该工具的有效性,证明了PHENSIM在帮助有效药物再利用方面的潜在力量。

研究人员是rxcova的一部分,rxcova是一个由免疫学家、生物学家、化学家、数据科学家、博弈论家、遗传学家、数学家和医生等组成的多学科小组,旨在制定应对COVID-19的创新策略。