Kunstmatige intelligentie zet opnieuw een grote stap in de medische wereld. Onderzoekers zijn erin geslaagd om met behulp van AI speciaal ontworpen miniproteïnen te ontwikkelen die een van de belangrijkste doelwitten voor medicijnen veel nauwkeuriger kunnen aansturen. De ontdekking kan de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor uiteenlopende aandoeningen aanzienlijk versnellen.
Waarom GPCR’s zo belangrijk zijn voor medicijnen
De zogeheten G-eiwitgekoppelde receptoren, beter bekend als GPCR’s, bevinden zich in het celmembraan en spelen een cruciale rol bij tal van processen in het menselijk lichaam. Ze zijn betrokken bij onder meer het gezichtsvermogen, de reukzin, de stofwisseling en de communicatie tussen hormonen en cellen.
Niet voor niets richt een groot deel van de bestaande geneesmiddelen zich op deze receptoren. Toch blijkt het in de praktijk lastig om GPCR’s heel precies te activeren of juist uit te schakelen. Ze kunnen namelijk verschillende vormen aannemen, waardoor medicijnen soms ook ongewenste effecten veroorzaken.
AI ontwerpt miniproteïnen op maat
Onderzoekers van de University of Washington School of Medicine en Skape Bio kozen daarom voor een compleet andere aanpak. Met behulp van AI en geavanceerde computermodellen ontwierpen zij miniproteïnen van minder dan honderd aminozuren. Deze kleine eiwitten zijn in staat om diep in de receptoren door te dringen, op plekken waar traditionele medicijnen vaak niet kunnen komen. Afhankelijk van hun ontwerp kunnen ze een receptor juist activeren of blokkeren. Zo wordt de bijbehorende signaalroute in het lichaam nauwkeurig aan- of uitgezet.
Volgens onderzoeksleider David Baker draait eiwitontwerp het traditionele denken om. “Bij eiwitontwerp gebruiken we onze kennis van hoe eiwitten zich opvouwen en draaien we die om. Met hulp van AI kunnen we nieuwe eiwitten bedenken die zich doelgericht aan een specifiek doelwit binden.” Hij vervolgt: “Dit onderzoek laat zien dat we dit herhaaldelijk kunnen doen voor verschillende GPCR’s. We maken daarbij gebruik van hun natuurlijke beweging om ze juist te activeren of uit te schakelen. Het resultaat is een algemene methode om biologisch belangrijke receptoren gericht aan te sturen.”
Minder bijwerkingen en sneller nieuwe medicijnen
De onderzoekers controleerden met structurele analyses of de ontworpen miniproteïnen overeenkwamen met de computermodellen. Dat bleek in meerdere gevallen vrijwel perfect het geval. Ook de eerste dierproeven leverden veelbelovende resultaten op. Bij muizen presteerde één van de ontworpen miniproteïnen ongeveer even goed als een bestaand geneesmiddel, terwijl er tegelijkertijd minder bijwerkingen werden waargenomen. Zo kan er al worden gesproken over een echte medische doorbraak
Hoewel er nog uitgebreid vervolgonderzoek nodig is voordat deze techniek bij mensen kan worden toegepast, zien wetenschappers hierin een veelbelovende nieuwe richting voor geneesmiddelenontwikkeling. Door AI speciaal ontworpen eiwitten te laten maken die zich extreem nauwkeurig op een doelwit richten, kunnen toekomstige medicijnen mogelijk effectiever én veiliger worden. Wie weet welke medische doorbraak er binnenkort nog wordt bereikt
Lees ook: Samsung Galaxy Z Fold 8 en Z Flip 8 zijn de telefoons voor de toekomst
Lees ook
