محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در حال یافتن راه‌هایی برای استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌ها به‌منظور بهبود اثربخشی داروهایی با مولکول کوچک هستند.
افزایش اثربخشی داروهای معمولی با فرمولاسیون نانویی
محققان موسسه فناوری ماساچوست راه حلی برای محدودیت‌های فارماکوکینتیک داروهایی با مولکول کوچک ارائه داده‌اند. این داروها برای درمان بیماری‌ها استفاده می‌شوند، اما اثربخشی آن‌ها در اثر واکنش بدن در برابر این داروها اغلب کاهش می‌یابد. با این حال، بررسی‌ها نشان داده است که نانوذرات ساخته شده از لیپید یا پلیمر، هنگامی‌که با ترکیبی از مواد غیرفعال دارو با داروهای مولکول، کوچک ساخته می‌شوند، می‌توانند این مشکل را از بین ببرند. اما کنار هم قرار دادن این دو بخش، بسیار دشوار است و همه ترکیبات توانایی نگهداری این داروها را در کنار هم ندارند. بنابراین، رسیدن به این نوع شرایط به فناوری جدیدی نیاز دارد که نانوذرات مناسب را به‌طور خودکار غربال و شناسایی کند.
محققان موسسه فناوری ماساچوست در تلاش‌اند تا از جنبه‌های یادگیری ماشین برای موفقیت‌آمیز کردن این فرآیند استفاده کنند. دانیل رکر، رهبر این گروه تحقیقاتی می‌گوید: «با کار در حوزه علم داده، یادگیری ماشین و تحویل دارو، امید ما این است که به سرعت مجموعه‌ای از ابزارهای خود را برای اطمینان از رسیدن دارو به مکان مورد نیاز گسترش دهیم.»
در این پروژه، محققان ۲٫۱ میلیون جفت را آزمایش و ۱۰۰ مدل جدید از نانوذرات را شناسایی کرده‌اند که می‌تواند برای درمان مالاریا، عفونت‌های ویروسی، بیماری‌های قارچی، سرطان و آسم مورد استفاده قرار گیرد. آن‌ها روی اثرات مثبت مواد غیرفعال در روند فرمولاسیون نانو تمرکز دارند.
برای توسعه الگوریتم مناسب یادگیری ماشین برای این آزمایش، محققان یک مجموعه داده بزرگ ایجاد کرده‌اند. آن‌ها ۱۶ نوع داروی مولکول کوچک را گردآوری کرده و آن‌ها را با یک مجموعه متنوع از ۹۰ ترکیب گسترده در دسترس ترکیب کرده‌اند. محققان اطمینان حاصل کردند که دارو و مواد تشکیل‌دهنده هر دو مورد تأیید FDA هستند تا نانوذره حاصل از آن از آزمون تأیید شده FDA عبور کند. پس از آزمایش، همه نانوذرات در مرکز بیوتکنولوژی سوانسون در موسسه کخ مورد آزمایش قرار گرفتند. پلتفورم یادگیری با غربالگری ۷۸۸ عدد داروی مولکولی کوچک با ۲،۶۰۰ ماده غیرفعال، قادر به شناسایی ۳۸۴۶۴ ذره نانوذرات احتمالی بالقوه از ۲٫۱ میلیون ترکیب احتمالی بوده است.
یکی از نانوذرات انتخاب شده سورافنیب است که برای سرطان پیشرفته کبد مفید بوده و با گلیسیریزین ترکیب شده است که معمولاً به عنوان طعم‌دهنده استفاده می‌شود. سورافنیب با وجود دارویی برای درمان سرطان، اثر محدودی داشت، اما نانوذره ترکیبی دو برابر بهتر از داروی اولیه کار می‌کرد؛ زیرا مقدار بیشتری از دارو قادر به ورود به سلول‌ها بود. این فناوری جدید روی موش‌های مدل مبتلا به سرطان کبد مورد آزمایش قرار گرفت و به نظر می‌رسید که طول عمر آن‌ها افزایش پیدا کرده است.
