ИИ объявил фолиевую кислоту одним из лучших средств для заживления ран при диабете

Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) разработали метод выявления потенциальных кандидатов в лекарственные препараты для заживления диабетических ран, сочетающий в себе ИИ с молекулярным моделированием. Неожиданно выяснилось, что лучше других для этих целей подходит фолиевая кислота. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano Medicine.

Диабетические раны, особенно язвы стопы, часто трудно заживают, поскольку в процесс одновременно вовлекается множество биологических процессов, таких как воспаление, регенерация тканей и рост клеток. Это затрудняет поиск препаратов, которые могли бы способствовать заживлению ран.

Междисциплинарную исследовательскую группу возглавляла профессор Джорджия Пасторин (Giorgia Pastorin) с кафедры фармации и фармацевтических наук Национального университета Сингапура в сотрудничестве с доцентом Чен-Хуа Йеоу (Chen-Hua Yeow) с кафедры биомедицинской инженерии и профессором Мин-Йен Кан (Min-Yen Kan) с кафедры компьютерных наук.

Вместо того, чтобы изучать по одному препарату или белку за раз, команда сопоставила 2989 существующих препаратов с 8739 белками, связанными с заживлением диабетических ран. Искусственный интеллект был использован для сканирования научной литературы с целью выявления способов воздействия различных препаратов на эти белки.

Затем с помощью вычислительной химии были изучены взаимодействия между наиболее перспективными молекулами лекарственных препаратов и этими белками на молекулярном уровне. В совокупности эти шаги позволили сузить круг поиска с миллионов возможных комбинаций до 35 кандидатов в лекарственные препараты и 50 ключевых белков для детального анализа.

Одним из наиболее перспективных кандидатов оказалась фолиевая кислота, витамин, широко известный как пищевая добавка, но не используемый для лечения диабетических язв стопы. Когда команда протестировала фолиевую кислоту в лабораторных экспериментах по заживлению ран с использованием клеток кожи, она значительно улучшила заживление ран по сравнению с необработанными клетками, что подтвердило предсказания, полученные с помощью искусственного интеллекта и моделирования.

В целом, комплексный подход сократил путь от обзора литературы до лабораторных исследований более, чем на 70% по сравнению с традиционными подходами, что подчеркивает потенциал вычислительных моделей для перепрофилирования лекарственных средств и разработки новых терапевтических стратегий, улучшающих результаты заживления и снижающих осложнения при лечении диабетических язв стопы.

Каждая составляющая этого рабочего процесса играет свою уникальную роль. ИИ анализирует большие объемы опубликованных исследований для выявления потенциальных биологических направлений. Затем вычислительная химия предоставляет данные на молекулярном уровне о том, вероятно ли взаимодействие лекарственного препарата и белка. Эти два уровня данных объединяются в ранжированный список кандидатов, который затем проверяется в лабораторных экспериментах, чтобы выяснить, подтверждается ли предсказание в живых клетках.

Доктор Чжан Цзыян (Zhang Ziyang), первый автор публикации, сказал: «Ни один этап рабочего процесса не может заменить другой. Искусственный интеллект помогает определить возможные биологические направления, вычислительная химия исследует молекулярные взаимодействия, а комбинированная оценка сопоставляет эти два уровня с проверяемыми приоритетами. Затем лабораторная проверка замыкает цикл, подтверждая, соответствуют ли прогнозы реальному процессу заживления ран».

«Благодаря объединению молекулярных, вычислительных и научных данных в масштабе, недоступном человеческому разуму, ИИ не только ускоряет открытия, но и выявляет скрытые терапевтические связи, которые мы могли бы быть упущены. Это представляет собой уникальную возможность расширить границы вариантов лечения сложных заболеваний, таких как диабетические язвы стопы и другие», — добавила профессор Пасторин.

В дальнейшем команда планирует усовершенствовать рабочий процесс и изучить его применение к другим сложным заболеваниям и в области наномедицины.

Перспективы фолиевой кислоты как препарата

Фолиевая кислота (витамин B9) становится многообещающим, научно обоснованным вспомогательным средством для заживления ран при диабете. Исследования показывают, что она стимулирует пролиферацию фибробластов, улучшает отложение коллагена и снижает окислительный стресс. Как пероральный прием высоких доз, так и местное лечение продемонстрировали значительный успех в клинических исследованиях и испытаниях, проводимых с использованием ИИ. Фолиевая кислота ускоряет заживление диабетических ран посредством нескольких ключевых механизмов. Антиоксидантное и противовоспалительное действие: снижает уровень вредных активных форм кислорода и окислительного стресса, защищая клетки кожи от повреждений. Производство коллагена: оно восстанавливает сниженный уровень коллагена и образование грануляционной ткани, которые обычно замедляются при диабетических ранах. Клеточная регенерация: метаболизм фолиевой кислоты поддерживает восстановление ДНК и миграцию клеток кожи (кератиноцитов), необходимую для закрытия язв.

Источник: https://medicalxpress.com/

Источник: https://www.news-medical.net/

28.05.2026