IA et REPOSITIONNEMENT : Un antipaludique contre l'ostéoporose

C’est un bel exemple du potentiel de l’intelligence artificielle (IA) dans l’identification de médicaments existants pour de nouvelles indications. Ainsi, cette équipe chinoise identifie un médicament antipaludique comme traitement possible de l’ostéoporose. Au-delà du potentiel de ce repositionnement en particulier, ces travaux, publiés dans la revue ACS Central Science, ouvrent de nouvelles approches pour développer rapidement de nouvelles options pharmacologiques.

L’intelligence artificielle (IA) a « explosé » en popularité mais aussi en pratique et est aujourd’hui testée et exploitée par de nombreuses équipes, dans le diagnostic et la décision thérapeutique. De nombreux scientifiques ont également commencé à l’utiliser pour prédire quelles molécules pourraient traiter certaines maladies ou pour affecter rapidement de nouvelles indications à des médicaments existants.

Dans cette recherche, les souris modèles d’ostéoporose, traitées à la dihydroartémisinine (DHA) bénéficient d’une densité osseuse significativement améliorée par rapport aux animaux témoins. Les chercheurs décryptent les mécanismes en cause dans cette amélioration, confirmant également ainsi, le potentiel des techniques d’apprentissage profond à suggérer pour une condition, de nouvelles options de traitement.

L’étude utilise un algorithme d’apprentissage profond -une technique d’IA et avec cette technique démontre qu’un antipaludique, la dihydroartémisinine (DHA), un produit dérivé de la médecine traditionnelle chinoise, peut également traiter l’ostéoporose.

• La démonstration, effectuée chez la souris modèle, montre que l’antipaludique inverse efficacement la perte osseuse.

Explications : Chez les personnes en bonne santé, il existe un équilibre entre les ostéoblastes qui participent à la construction de nouveaux os et les ostéoclastes qui les décomposent. Mais lorsque « l’équipe de démolition » devient hyperactive, cela entraîne une perte osseuse et l’ostéoporose, une maladie qui touche plus particulièrement les personnes âgées.

• Les traitements actuels de l’ostéoporose se concentrent principalement sur le ralentissement de l’activité des ostéoclastes. Mais les ostéoblastes – ou plus précisément leurs précurseurs connus sous le nom de cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse–ouvrent la voie à une approche différente : pendant l’ostéoporose, ces cellules multipotentes ont tendance à se transformer en cellules créatrices de graisse, mais elles pourraient être reprogrammées pour aider à traiter la maladie.

• Les chercheurs utilisent un algorithme d’apprentissage profond capable de prédire l’efficacité avec laquelle certains médicaments à petites molécules inversent les modifications de l’expression des gènes associées à la maladie. L’équipe exécute le programme sur un profil de gènes exprimés différemment chez des souris nouveau-nées et âgées.

L’un des composés les mieux classés identifiés s’avère être la dihydroartémisinine,

un dérivé de l’artémisinine et un composant clé des traitements contre le paludisme.

La preuve chez l’animal : l’administration de l’antipaludique, durant 6 semaines à des souris modèles d’ostéoporose permet de réduire considérablement la perte osseuse et même de préserver presque complètement la structure osseuse. Pour améliorer la délivrance du principe actif, l’équipe a conçu un système d’administration par injection de nanoparticules chargées de médicaments.

• Le traitement n’a entraîné aucun signe de toxicité ;
• Enfin, à l’aide de tests supplémentaire, l’équipe constate que le médicament interagit avec interagissait avec les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse de manière à maintenir leur spécialisation et finalement la production de davantage d’ostéoblastes.

Ainsi, ces travaux suggèrent l’efficacité d’un médicament existant pour mieux traiter l’ostéoporose mais illustrent toutes les promesses de l’IA dans le repositionnement de médicaments existants.  

Source : ACS Central Science 18 Oct, 2023 DOI : 10.1021/acscentsci.3c00794 Deep Learning-Predicted Dihydroartemisinin Rescues Osteoporosis by Maintaining Mesenchymal Stem Cell Stemness through Activating Histone 3 Lys 9 Acetylation

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Équipe de rédaction SantélogNov 15, 2023Équipe de rédaction Santélog