Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), , НТУ «Сириус» и НМИЦ имени В. А. Алмазова МЗ РФ под руководством доктора биологических наук главного научного сотрудника Санкт‑Петербургского государственного университета и профессора Российской академии наук Алана Калуева, совместно с зарубежными коллегами создали уникальную систему, которая с помощью искусственного интеллекта (ИИ) способна распознавать нейротропные препараты. Система была протестирована на рыбках данио рерио (zebrafish) – популярных модельных организмах, используемых в биомедицинских исследованиях.
Данио рерио – небольшие пресноводные рыбы, которые обладают рядом преимуществ для проведения научных исследований:
- Их физиология и генетика сходны с человеческими.
- Они быстро размножаются, недороги в содержании и могут содержаться в больших количествах даже в маленьких лабораториях.
- Исследования препаратов на данио рерио в 100-500 раз выгоднее аналогичных исследований на лабораторных грызунах.
- Для этих рыб можно создавать специфичные линии, имитирующие различные заболевания человека, что позволяет изучать реакции на препараты в зависимости от имеющихся болезней и особенностей организма.
Новая система анализирует поведенческие реакции данио рерио, вызванные различными нейротропными препаратами, и с высокой точностью (более 80%, а по некоторым препаратам до 100%) предсказывает их фармакологический профиль. В ходе исследования система была протестирована на кофеине, алкоголе, никотине и флуоксетине (прозаке). Ученые обнаружили, что разные вещества вызывают разные реакции у модельных животных. Например, никотин снижает тревожность и действует как психостимулятор, а кофеин, наоборот, вызывает тревогу.
Создатели системы отмечают, что чем больше данных о реакциях рыб на различные препараты будет накоплено в «библиотеке» ИИ, тем точнее система сможет предсказывать не только сами препараты, но и их фармакологическое действие на организм.
Система способна распознавать вещество даже в небольших дозах, а также угадывать новые аналоги уже известных препаратов. При столкновении с принципиально новым веществом система не выдает ложноположительные результаты, а равномерно распределяет вероятности по всем известным классам препаратов.
Все коды и архитектура нейросети находятся в открытом доступе, что позволит другим лабораториям по всему миру использовать эту разработку для ускорения разработки новых препаратов для лечения заболеваний нервной системы.
