KI identifiziert Malariamittel als mögliche Osteoporose-Behandlung

Mäuse mit Osteoporose, die mit dem Medikament behandelt wurden, hatten eine deutlich verbesserte Knochendichte

25.10.2023

Symbolbild

Computer-generated image

künstliche Intelligenz erfreut sich zunehmender Beliebtheit und wird von einigen Wissenschaftlern genutzt, um vorherzusagen, welche Moleküle zur Behandlung von Krankheiten geeignet sind, oder um bestehende Medikamente schnell auf neue Anwendungen zu prüfen. Forscher, die in ACS Central Science berichten, haben einen solchen Deep-Learning-Algorithmus verwendet und festgestellt, dass Dihydroartemisinin (DHA), ein Malariamittel und Derivat einer traditionellen chinesischen Medizin, auch Osteoporose behandeln könnte. Das Team zeigte, dass DHA bei Mäusen den osteoporosebedingten Knochenschwund wirksam umkehrte.

Bei gesunden Menschen besteht ein Gleichgewicht zwischen den Osteoblasten, die neue Knochen aufbauen, und den Osteoklasten, die sie abbauen. Wenn jedoch die "Abrisskolonne" überaktiv wird, kann dies zu Knochenschwund und einer Krankheit namens Osteoporose führen, die in der Regel ältere Erwachsene betrifft. Die derzeitigen Behandlungsmethoden für Osteoporose konzentrieren sich in erster Linie auf die Verlangsamung der Aktivität der Osteoklasten. Osteoblasten - oder genauer gesagt ihre Vorläufer, die so genannten mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark (BMMSCs) - könnten jedoch die Grundlage für einen anderen Ansatz bilden. Bei Osteoporose neigen diese multipotenten Zellen dazu, sich stattdessen in fettbildende Zellen zu verwandeln, aber sie könnten umprogrammiert werden, um bei der Behandlung der Krankheit zu helfen. Zuvor hatten Zhengwei Xie und Kollegen einen Deep-Learning-Algorithmus entwickelt, der vorhersagen konnte, wie wirksam bestimmte niedermolekulare Medikamente die mit der Krankheit verbundenen Veränderungen der Genexpression umkehren. Dieses Mal wollten sie gemeinsam mit Yan Liu und Weiran Li den Algorithmus nutzen, um eine neue Behandlungsstrategie für Osteoporose zu finden, die sich auf BMMSCs konzentriert.

Das Team ließ das Programm auf ein Profil von unterschiedlich exprimierten Genen in neugeborenen und erwachsenen Mäusen laufen. Eine der am besten bewerteten Verbindungen war DHA, ein Artemisinin-Derivat und ein wichtiger Bestandteil der Malariabehandlung. Die sechswöchige Verabreichung eines DHA-Extrakts an Mäuse mit induzierter Osteoporose verringerte den Knochenschwund in den Oberschenkeln der Tiere erheblich und erhielt die Knochenstruktur fast vollständig. Um die Verabreichung zu verbessern, entwickelte das Team ein robusteres System mit injizierten, mit DHA beladenen Nanopartikeln. Die Knochen von Mäusen mit Osteoporose, die diese Behandlung erhielten, waren ähnlich wie die der Kontrollgruppe, und die Behandlung zeigte keine Anzeichen von Toxizität. In weiteren Tests stellte das Team fest, dass DHA mit BMMSCs interagiert, um ihre Stammzellen zu erhalten und letztlich mehr Osteoblasten zu produzieren. Die Forscher sagen, dass diese Arbeit zeigt, dass DHA ein vielversprechendes Therapeutikum für Osteoporose ist.

Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.

Originalveröffentlichung

Ruoxi Wang, Yu Wang, Yuting Niu, Danqing He, Shanshan Jin, Zixin Li, Lisha Zhu, Liyuan Chen, Xiaolan Wu, Chengye Ding, Tianhao Wu, Xinmeng Shi, He Zhang, Chang Li, Xin Wang, Zhengwei Xie, Weiran Li, Yan Liu; "Deep Learning-Predicted Dihydroartemisinin Rescues Osteoporosis by Maintaining Mesenchymal Stem Cell Stemness through Activating Histone 3 Lys 9 Acetylation"; ACS Central Science, 2023-10-18

https://www.bionity.com/de/news/1181877/ki-identifiziert-malariamittel-als-moegliche-osteoporose-behandlung.html