Блог компании BotHub. Автор: Настасья Алексеевна. В период пандемии ковида и недавней эпидемии гриппа многие из нас прибегали к употреблению большого количества витаминов и микроэлементов, для поддержание иммунитета. Выбор БАДов в аптеках по всей стране весьма широкий и привлекательный, однако совместное их применение очень ограничено.

Почему, например, не рекомендуется одновременно принимать железо и цинк? Они же оба положительно влияют на формирование иммунитета. А ведь это распространяется и на многие лекарственные препараты!

Все дело в белках-переносчиках. Определение переносчиков, используемых конкретными лекарствами, может помочь улучшить лечение или предотвратить заболевание, так как употребление препаратов, зависящих от одного белка, мешает их усвоению и даже повышает риск токсичности и прочих побочных эффектов.

К сожалению, для многих препаратов эти белки неизвестны.

В этой статье я подробно опишу процесс создания метода, основанного на машинном обучении, способного определять белки-переносчики для запрошенных препаратов и определять пары веществ с общими транспортерами.

Введение в основы исследования

В данной работе применяются эксперименты in vitro (вне живого организма), точно моделирующие условия in vivo (в естественных условиях) в ЖКТ, помогающие в изучении пероральных препаратов. Позже к ним добавляются эксперименты in silico.

Главная идея заключается в том, что взаимодействие между лекарствами и кишечными белками-переносчиками может быть изучено, с помощью метода модуляции генной активности в тканях кишечника свиней с использованием ультразвуковой передачи малых интерферирующих РНК.

Метод модуляции генной активности – это способ изменения уровня активности или экспрессии генов в клетках. Метод может включать в себя использование различных техник, таких как введение в клетку специальных молекул (например, РНК или белков), которые могут изменять функционирование определенных генов.

Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок.

Экспрессия генов

Ультразвуковая передача малых интерферирующих РНК (siRNA) – это метод, используемый в молекулярной биологии для доставки siRNA в клетки с помощью ультразвуковых волн. SiRNA – это короткие двуцепочечные РНК, которые способны специфически ингибировать (подавлять, замедлять) экспрессию генов путем направленного разрушения мРНК (матричной РНК), которая кодируется целевым геном.

Применение ультразвуковых волн для доставки siRNA может повысить эффективность поставки в клетки и улучшить терапевтический эффект при трансфекции (внедрении) siRNA.

Матричная РНК (mRNA) – это молекула рибонуклеиновой кислоты, которая служит как переносчик информации с ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) к рибосомам, где происходит синтез белка в процессе трансляции.

Следующая основная идея – взаимодействия между лекарствами и белками могут быть классифицированы с помощью модели “случайного леса”, обученной на отношениях между препаратами и переносчиком.