Наномедицины могут предложить клиницистам способ проводить точную, таргетную терапию непосредственно на опухоли, не повреждая окружающие ткани. Тем не менее, прогресс в разработке новых лекарств для лечения рака на уровне наночастиц был удручающе медленным. Хорошие результаты на животных моделях не обязательно приводят к клиническому успеху у людей, отчасти из-за низкой эффективности доставки наночастиц в опухоли.

Изображение предоставлено: archy13 / Shusttersock.com

Теперь, при поддержке нового гранта в 1,3 миллиона долларов от Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии Национального института здоровья, исследователи под руководством Чжоуменга Линя, бакалавра медицины, доктора философии, DABT, CPH, разрабатывают инструмент, который может предложить исследователям лекарств понять, насколько хорошо будет работать новый метод лечения рака на основе наночастиц, даже до того, как лекарство будет подвергнуто испытаниям на животных.

Этот проект предоставит реальный инструмент для улучшения конструкции наночастиц для ускорения клинической трансляции наномедицинских препаратов от животных к людям, чтобы принести пользу больным раком.

Чжоумен Линь, доцент кафедры окружающей среды и глобального здравоохранения, Колледж общественного здравоохранения и медицинских профессий

Еще одним ожидаемым преимуществом является сокращение или устранение экспериментов на животных для новых наномедицинских препаратов, которые, как установлено, имеют низкую эффективность доставки, добавил Лин.

Лин поступил в университет этим летом из Университета штата Канзас. Он является первым преподавателем PHHP, нанятым в рамках инициативы UF в области искусственного интеллекта, которая стремится сделать университет национальным лидером в области искусственного интеллекта. Линь специализируется на разработке и применении вычислительных технологий для решения исследовательских вопросов, связанных с наномедициной, оценкой безопасности пищевых продуктов животного происхождения и оценкой химического риска для окружающей среды.

Чтобы построить свою прогностическую модель лечения рака с помощью наночастиц, исследователи будут использовать технологию искусственного интеллекта, известную как искусственная нейронная сеть, и обучить ее сотням наборов данных из компьютерных моделей физиологической фармакокинетики (PBPK). Модели PBPK описывают абсорбцию, распределение, метаболизм и выведение лекарства в организме с помощью математических уравнений, и их можно использовать для прогнозирования концентрации лекарства после различных терапий.

В этом проекте мы объединим моделирование PBPK с подходами ИИ для создания интеллектуальной модели с использованием ИИ, которая может прогнозировать эффективность доставки наночастиц в опухоли », – сказал Линь. «Этот подход является новым в области наномедицины, фармакологии и токсикологии.

Чжоумен Линь, доцент кафедры окружающей среды и глобального здравоохранения, Колледж общественного здравоохранения и медицинских профессий

Затем соисследователь Лина, Сантош Ариал, доктор философии, доцент кафедры фармацевтических наук и показателей здоровья Техасского университета в Тайлере, проведет лабораторные фармакокинетические эксперименты с использованием наночастиц. Данные этих экспериментов будут использоваться для проверки и / или оптимизации новой модели AI-PBPK.

« Мы воодушевлены этим сотрудничеством и надеемся, что оно откроет новые возможности в развитии наномедицины против рака », – сказал Ариал.

Для окончательного результата проекта команда преобразует интеллектуальную модель в общедоступный веб-интерфейс для использования исследователями наномедицины.

« Этот проект направлен на решение важной проблемы низкой эффективности доставки наномедицинских препаратов от рака, которая была критическим препятствием на пути прогресса в течение последних 20 лет », – сказал Линь. « Это значительно улучшит наше фундаментальное понимание ключевых факторов доставки наночастиц опухоли .»