Des chercheurs du Cleveland Clinic Genome Center ont réussi à appliquer les modèles de génétique de l'intelligence artificielle avancée (IA) de la maladie de Parkinson. Les chercheurs ont identifié des facteurs génétiques dans la progression et les médicaments approuvés par la FDA qui peuvent potentiellement être réutilisés pour le traitement de la MP.
Le La maladie de la NPJ Parkinson Le rapport utilise une approche appelée «Biologie des systèmes», qui utilise l'IA pour intégrer et analyser plusieurs formes différentes d'informations provenant des ensembles de données génétiques, protéomiques, pharmaceutiques et des patients pour identifier les modèles qui peuvent ne pas être évidents en analysant une forme de données à part entière.
L'étude Lead et le directeur du CCGC, Feixiong Cheng, PhD, est un expert de premier plan dans le domaine de la biologie des systèmes et a développé plusieurs cadres d'IA pour identifier de nouveaux traitements potentiels pour la maladie d'Alzheimer.
« La maladie de Parkinson est le deuxième trouble neurodégénératif le plus courant, juste après la démence, mais nous n'avons pas de moyen d'arrêter ou de ralentir sa progression chez les millions de personnes qui vivent avec cette condition dans le monde; le meilleur que nous puissions accomplir actuellement est de gérer les symptômes Comme ils apparaissent « , explique Lijun Dou, PhD, PhD, doctorat, a déclaré l'étude, un boursier postdoctoral dans le laboratoire de médecine génomique du Dr Cheng. « Il y a un besoin urgent de développer de nouvelles thérapies modifiant les maladies pour la maladie de Parkinson. »
Faire des composés qui arrêtent ou inversent la progression de la maladie de Parkinson est particulièrement difficile car le domaine identifie toujours lequel de nos gènes provoque les symptômes de la maladie de Parkinson lorsqu'il est muté, explique le Dr Dou.
« De nombreuses mutations génétiques connues associées à la maladie de Parkinson sont dans des régions non codantes de notre ADN, et non dans les gènes réels. Nous savons que les variantes dans les régions non codantes peuvent à leur tour affecter la fonction de différents gènes, mais nous ne savons pas Quels gènes sont affectés dans la maladie de Parkinson », dit-elle.
En utilisant leur modèle d'intégration d'IA, l'équipe a été en mesure de référencer les variantes génétiques associées à la maladie de Parkinson à plusieurs bases de données d'ADN et d'expression génique spécifiques au cerveau. Cela a permis à l'équipe de déduire qui, le cas échéant, les gènes spécifiques de notre cerveau sont affectés par des variantes dans les régions non codantes de notre ADN. L'équipe a ensuite combiné les résultats avec des ensembles de données de protéines et d'interactome pour déterminer lesquels des gènes qu'ils ont identifiés affectent les autres protéines de notre cerveau lorsqu'ils sont mutés. Ils ont trouvé plusieurs gènes à risque potentiels (comme SNCA et Lrrk2), dont beaucoup sont connus pour provoquer une inflammation dans notre cerveau lorsqu'ils sont déréglés.
L'équipe de recherche a ensuite demandé si des médicaments sur le marché pouvaient être réutilisés pour cibler les gènes identifiés. Même après que des médicaments réussis sont découverts et fabriqués, il peut prendre en moyenne 15 ans de tests de sécurité rigoureux pour que le médicament soit approuvé.
Les personnes vivant actuellement avec la maladie de Parkinson ne peuvent pas se permettre d'attendre aussi longtemps pour de nouvelles options alors que leurs conditions continuent de progresser. Si nous pouvons utiliser des médicaments qui sont déjà approuvés par la FDA et les réutiliser pour la maladie de Parkinson, nous pouvons réduire considérablement le temps jusqu'à ce que nous puissions donner aux patients plus d'options. »
Feixiong Cheng, PhD, directeur, Cleveland Clinic Genome Center
En intégrant leurs résultats génétiques aux bases de données pharmaceutiques disponibles, l'équipe a trouvé plusieurs médicaments candidats. Ils ont ensuite fait référence aux dossiers de santé électroniques pour voir s'il y avait des différences dans les diagnostics de la maladie de Parkinson pour les patients qui prennent les médicaments identifiés. Par exemple, les personnes qui avaient été prescrites le médicament hypocholestérolémien simvastatine étaient moins susceptibles de recevoir des diagnostics de la maladie de Parkinson au cours de leur vie.
Le Dr Cheng dit que la prochaine étape consiste à tester le potentiel de la simvastatine à traiter la maladie en laboratoire, ainsi que plusieurs médicaments immunosuppresseurs et anti-anxiété qui justifiaient une étude plus approfondie.
« L'utilisation de méthodes traditionnelles, de compléter l'une des mesures que nous avons prises pour identifier les gènes, les protéines et les médicaments seraient des tâches très à forte intensité de ressources et de temps », explique le Dr Dou. « Nos analyses basées sur le réseau intégrative nous ont permis d'accélérer ce processus de manière significative et d'identifier plusieurs candidats, ce qui augmente nos chances de trouver de nouvelles solutions. »
Cette recherche a été soutenue par des subventions de l'Institut national du vieillissement (NIA) et de l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS), tous deux sous les National Institutes of Health (NIH).
