Pesquisadores do Instituto de Neurologia de Barrow (EUA) completaram experimentos adicionais que validam a identificação de cinco novos genes ligados à Esclerose Lateral Amiotrófica (ALS) – também conhecida como doença de Lou Gehrig.
Os novos resultados do estudo, validados por meio de cinco métodos diferentes, foram publicados na revista Acta Neuropathologica, validando descobertas anteriores no projeto.
A ALS é um transtorno neurológico fatal que afeta mais de 220.000 pacientes em todo o mundo. Não há cura para a doença e são poucos os tratamentos disponíveis. O Dr. Robert Bowser, que liderou a pesquisa, dirige o Centro de Pesquisa ALS Gregory W. Fulton em Barrow, localizado no Hospital Dignity Health St. Joseph’s Medical Center (Phoenix, Arizona) e considerado um dos principais centros de neurociência do mundo.
A equipe do Dr. Bowser usou tecnologias fornecidas pela IBM Watson Health, incluindo a Watson for Drug Discovery, uma nova plataforma de pesquisa que aproveita o texto de mais de 28 milhões de abstracts no MEDLINE e outras fontes de dados. A solução aplica processamento avançado de linguagem natural, aprendizagem mecânica e análises preditivas para identificar novas relações entre genes, proteínas, drogas e doenças.
“Mais uma validação e ampliação de nossas descobertas anteriores é emocionante, porque na pesquisa desta natureza, o tempo é essencial”, diz o Dr. Bowser, um dos melhores pesquisadores da ALS do país. “Nós poderíamos ter analisado individualmente as 1.500 proteínas e genes, mas isso nos levaria muito mais tempo. Essas descobertas dão esperança de que, com essa tecnologia, possamos algum dia identificar novos e mais eficazes tratamentos para ALS”.
Esta pesquisa é importante porque demonstra a capacidade de algoritmos de inteligência artificial para acelerar descobertas de pesquisa em laboratório. Ela também fornece evidências adicionais de que o metabolismo do RNA desempenha um papel importante na ALS.
Mais de 30 genes tem sido relacionados à ALS, e mutações nos 11 genes que codificam as proteínas de ligação ao RNA causam formas familiares de ALS. Essas proteínas de ligação de RNA desempenham um papel crítico na forma como os genes codificados dentro do DNA em cada célula são convertidos em proteínas que executam todas as funções dentro da célula. Alterações nestas proteínas podem levar a alterações no metabolismo do RNA e à geração de agregados tóxicos de proteínas nos neurônios que contribuem para a disfunção motora e, finalmente, para a paralisia e para a morte.
O DNA de uma pessoa codifica mais de 1.500 proteínas de ligação de RNA, e não se sabe se outras proteínas de ligação de RNA podem contribuir para ALS. Com tantas proteínas de ligação de RNA codificadas em nosso genoma, o custo e o tempo necessários para examinar todas essas proteínas de ligação de RNA seriam proibitivos. O laboratório Barrow verificou se o ‘IBM Watson for Drug Discovery’ poderia acelerar a identificação de proteínas adicionais de ligação de RNA ligadas à ALS, ajudando assim os cientistas a concentrar seus esforços de pesquisa sobre as proteínas que o Watson classificava como alta probabilidade de estarem alteradas na ALS.
O Dr. Bowser e sua equipe forneceram uma lista de 11 proteínas de ligação de RNA com mutações conhecidas que causam a ALS. O ‘IBM Watson for Drug Discovery’ usou a lista de proteínas e a literatura médica referencial de 28 milhões de resumos do MEDLINE para classificar todas as outras 1.500 proteínas de ligação de RNA, codificadas pelo nosso genoma, para tentar identificar novas proteínas de ligação de RNA ligadas à ALS.
A equipe do Dr. Barrow validou as 10 primeiras proteínas de ligação de RNA, usando cinco métodos diferentes que incluíram o uso de amostras de tecido do paciente e células-tronco, derivadas do paciente, diferenciadas em neurônios motores.
Eles também examinaram um conjunto menor de proteínas de ligação de RNA, próximas do fim da lista, para demonstrar que quaisquer alterações detectadas no top 10 não foram observadas naquelas na parte inferior da lista, demonstrando a capacidade do ‘IBM Watson para Drug Discovery’ de prever corretamente as proteínas de ligação de RNA ligadas à ALS.
Os resultados foram inovadores – e um processo meticuloso, que teria levado anos, foi concluído em apenas alguns meses.
Oito dos 10 melhores genes possíveis foram validados com sucesso e demonstraram ser alterados na ALS. Cinco desses genes nunca foram examinados na ALS, indicando que a plataforma de inteligência artificial da IBM poderá prever novos genes e proteínas ligados a esta doença. As proteínas de ligação de RNA na parte inferior da lista não foram alteradas na ALS.
Ao acelerar a pesquisa biológica celular, os cientistas esperam acelerar a descoberta de novas terapias para ALS.
Explore: Team identifies new genes responsible for ALS using IMB Watson Health
Fonte: St. Joseph’s Hospital and Medical Center .