La Cleveland Clinic e la Cornell University hanno sviluppato una nuova Intelligenza Artificiale, PIONEER (Protein-protein InteractiOn iNtErfacE pRediction), capace di prevedere e analizzare le interazioni tra proteine umane.
Questa tecnologia mira a facilitare la scoperta di nuovi farmaci, studiando come le proteine interagiscono tra loro e identificando i punti di intervento potenziali per contrastare le malattie. Secondo lo studio pubblicato su Nature Biotechnology, PIONEER rappresenta un significativo passo avanti per comprendere le dinamiche delle malattie complesse come il cancro.
Un database accessibile per i ricercatori
PIONEER mette a disposizione dei ricercatori un archivio pubblico contenente il dettaglio delle interazioni tra proteine associate a oltre 10.500 malattie, inclusi disturbi autoimmuni, cardiovascolari e tumori.
Basato su dati genetici di circa 100.000 pazienti con mutazioni patologiche, il database comprende anche le strutture tridimensionali di più di 16.000 proteine. Questa banca dati permette ai ricercatori di individuare le interazioni proteiche cruciali e prioritarie per il trattamento di determinate patologie, riducendo il tempo necessario per lo sviluppo dei farmaci
Le sfide delle interazioni proteiche nella scoperta di farmaci
Come spiegato dal co-autore dello studio Feixiong Cheng, responsabile del Genome Center della Cleveland Clinic, “in teoria, creare nuovi farmaci basati sui dati genetici è semplice: i geni mutati creano proteine mutate. Tuttavia, bloccare l’interazione tra proteine patologiche e proteine sane è molto più complicato”.
PIONEER affronta queste sfide permettendo di identificare le interazioni proteiche più promettenti per lo sviluppo di farmaci, sfruttando l’enorme mole di dati sulle strutture e le mutazioni delle proteine.
Validazione e sperimentazioni in corso
Il team ha verificato le previsioni di PIONEER in laboratorio, generando e studiando circa 3.000 mutazioni su oltre 1.000 proteine, con effetti su quasi 7.000 coppie di interazioni proteiche. I primi studi basati su questi dati hanno già avviato ricerche per sviluppare trattamenti mirati contro tumori polmonari e endometriali. Inoltre, PIONEER è stato usato per prevedere tassi di sopravvivenza e risposte ai farmaci anticancro, dimostrando il suo potenziale come strumento di medicina personalizzata.
Un alleato per la ricerca biomedica
PIONEER riduce le barriere d’accesso per molti ricercatori, semplificando l’analisi dell’interattoma umano, ovvero il complesso di interazioni tra proteine. “Speriamo che PIONEER possa superare questi ostacoli computazionali e rendere più facile per gli scienziati lo sviluppo di nuove terapie”, ha dichiarato Cheng.
Quindi, questo strumento rappresenta un’importante risorsa per la ricerca, aprendo nuove strade per lo studio delle malattie e la scoperta di cure innovative.
