美國西南研究院（SwRI）近日報(bào)告稱，他們開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，可以篩選出用于治療癌癥及其他疾病的新型DNA靶向療法。通過結(jié)合SwRI的3D藥物篩選軟件工具和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，研究人員成功預(yù)測了多種相關(guān)藥物化合物的DNA結(jié)合親和力及其對癌細(xì)胞的毒性。

SwRI擴(kuò)展了其Rhodium?藥物開發(fā)工具的功能，能夠可視化并快速預(yù)測DNA靶向療法如何攻擊癌細(xì)胞及其他疾病。據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)，癌癥是全球主要的死亡原因之一，全球每六例死亡中就有一例與癌癥有關(guān)。許多化療藥物直接靶向DNA，這可能會(huì)損傷健康細(xì)胞中的DNA，導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用、醫(yī)療并發(fā)癥，甚至引發(fā)二次癌癥。盡管有許多藥物開發(fā)平臺和機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以虛擬篩選靶向蛋白質(zhì)的藥物，但針對DNA靶向藥物的篩選方法卻寥寥無幾。SwRI現(xiàn)在已成功展示了一種虛擬篩選應(yīng)用，以設(shè)計(jì)出更有效的DNA靶向療法來對抗不同類型的癌癥和傳染病。

SwRI制藥與生物工程部門的研究科學(xué)家Tristan Adamson博士表示：“癌細(xì)胞通常具有受損的DNA修復(fù)機(jī)制，并且復(fù)制速度比健康細(xì)胞更快，這使得DNA成為選擇性癌癥治療的一個(gè)可行靶點(diǎn)。SwRI已經(jīng)成功開發(fā)并驗(yàn)證了一種強(qiáng)大的技術(shù)，能夠在腫瘤學(xué)研究中使用Rhodium進(jìn)行藥物開發(fā)，直接靶向DNA，針對白血病、乳腺癌、肝癌等多種癌癥。”

科學(xué)家Dillon Cao（左）與Tristan Adamson博士利用機(jī)器學(xué)習(xí)和指導(dǎo)性計(jì)算模型來增強(qiáng)藥物設(shè)計(jì)能力，以開發(fā)DNA靶向療法。

提高藥物選擇性

與Adamson合作的SwRI科學(xué)家Dillon Cao補(bǔ)充道：“我們希望使藥物化合物更具選擇性，能夠更有效地靶向患者的DNA，同時(shí)讓科學(xué)家能夠去除藥物中的一些毒性。”

在一項(xiàng)內(nèi)部資助的研究項(xiàng)目中，SwRI科學(xué)家開發(fā)了多個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練集，每個(gè)訓(xùn)練集在篩選潛在的DNA靶向腫瘤藥物中都發(fā)揮著作用。這些模型已通過統(tǒng)計(jì)測試驗(yàn)證，并與已發(fā)表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析。

利用這些訓(xùn)練集和SwRI的Rhodium虛擬篩選工具，SwRI科學(xué)家準(zhǔn)確預(yù)測了多種癌細(xì)胞模型下藥物化合物的效果。他們計(jì)劃將這款軟件應(yīng)用于未來的藥物開發(fā)項(xiàng)目，以設(shè)計(jì)下一代癌癥治療藥物。

SwRI利用內(nèi)部資金開發(fā)了Rhodium軟件，提供了一種計(jì)算機(jī)輔助工具，用于篩選可能的治療方法，以對抗傳染病和化學(xué)戰(zhàn)劑。SwRI的機(jī)器學(xué)習(xí)能力可以在幾天內(nèi)評估超過200萬種藥物化合物，以確定具有高成功率且副作用最小的化合物。

SwRI還使用Rhodium成功識別出了對多種傳染病（如SARS-CoV-2，通常稱為COVID-19）和出血熱的高效治療藥物，以及化學(xué)神經(jīng)毒劑的解毒劑。

參考資料：https://www.genengnews.com/topics/drug-discovery/novel-dna-targeting-therapeutic-screening-technique/

編輯：王洪

排版：李麗