Rețele neuronale grafice contribuie la descoperirea medicamentelor pentru afecțiuni complexe ale oaselor
Publicația recentă în revista Acta Materia Medica subliniază potențialul terapeutic al medicinei tradiționale chineze în tratarea osteoartritei (OA), prin reglarea inflamației și menținerea homeostaziei cartilajului.
Compozițiile complexe ale medicamentelor pe bază de plante și lipsa strategiilor eficiente de screening au îngreunat identificarea compușilor activi și a mecanismelor lor moleculare. În acest context, studiul de față a utilizat rețele neuronale grafice (GNN) pentru descoperirea de medicamente, demonstrându-și potențialul în elucidarea mecanismelor terapeutice.
Folosind un model GNN intern, a fost identificată Paederia scandens ca un candidat promițător pentru tratamentul OA. Validarea experimentală a confirmat că Paederia scandens îmbunătățește homeostazia metabolică a cartilajului și atenuează sclerozarea osului subcondral.
Analiza suplimentară a implicat asperuloside, un constituent major al Paederia scandens, ca un compus bioactiv cheie care contribuie la aceste efecte terapeutice. Profilarea transcriptomică și analiza rețelei de interacțiune proteină-proteină au identificat Integrin Subunit Beta 1 ca un potențial hub reglativ central.
Tratamentul cu asperuloside a fost găsit că modifică expresia genelor cartilajului; reduce căile de semnalizare a citokinelor și chemokinelor; și ameliorează inflamația, în timp ce sporește sinteza matricei cartilajului și scade degradarea matricei. Experimentele in vivo și in vitro au susținut constant aceste constatări.
În ansamblu, rezultatele sugerează că asperuloside este un candidat terapeutic promițător pentru OA. Mai mult, cadrul condus de GNN stabilit în acest studiu oferă o strategie nouă pentru modernizarea medicinei tradiționale chineze și accelerarea descoperirii compușilor bioactivi.
Studiul evidențiază rolul esențial al GNN-urilor în integrarea predicției computaționale cu validarea biologică pentru a facilita explorarea mecanismelor și a avansa dezvoltarea de medicamente precise pentru boli complexe, precum OA.
