人工智能有助于抵抗肌肉萎缩和延缓衰老

2022年12月,一家名为"生物实验室"的公司公布了一项关于一种能够预防老年人肌肉萎缩或肌肉力量和质量丧失的药物的研究结果。

人们越来越需要减缓衰老过程。世界人口正在老龄化根据一项估计,8000万人会在2024年达到或超过65岁。随着年龄的增长,很多慢性病的发病率会上升,从癌症到心脏病,再到老年痴呆症。

生物学实验室 位于加利福尼亚的一家公司正在利用基因数据帮助人们保持更长时间的健康。首席执行官克里斯汀·福特尼的灵感来自于长寿和抵抗多种老年疾病的人的遗传学。2015年,她开始研究生物学,并根据公司的经验开发药物疗法。

该小组与特别生物库合作,这些生物库从个人那里收集血液样本和健康数据长达45年。利用人工智能,生物学能够找到区别长寿者和不长寿者的独特分子特征。

2022年12月,生物时代出版 调查结果 一种能预防老年人肌肉萎缩或肌肉力量和质量丧失的药物。福特尼说,关于衰老的大部分研究都是在蠕虫和老鼠身上进行的,但生物学研究的重点是人类数据。"这增加了我们开发对人类患者安全有效的药物的机会。"

它是如何运作的

在人工智能的协助下,生物技术测量每个血液样本中的10万多个分子,观察蛋白质、RNA和代谢物,或通过化学过程产生的小分子。该公司使用了许多技术来识别这些分子,其中一些技术将分子转化为带电荷的原子,然后根据它们的重量和电荷进行分离。由此得出的数据非常复杂,几十年来对患者的几千个数据点进行了跟踪。

根据该公司对生物库健康记录和血液样本的分析,通过检查一个发生错误的路径是否与疾病的发展有实际联系来验证其目标。研究小组利用人工智能和机器学习来确定这些途径,而不健康途径中的关键蛋白成为他们的主要药物目标。埃克塞特大学医学院的分子遗传学教授洛娜·哈里斯说:"生物时代所采取的方法是一个很好的例子,说明我们如何利用大数据的力量和人工智能技术的进步来识别新药和治疗靶点。"

马丁·博奇·詹森是高尔迪安生物技术公司的创始人,该公司专注于利用基因疗法治疗衰老。他说,生物科技公司使用人工智能使他们能够加快寻找有前途的药物候选人的进程。然而,将病理学与自然衰老过程中不一定是不好的方面区分开来仍然是一个挑战。詹森说:"有些变化可能是对发生问题的保护性反应。"他们的数据没有……加以区分,所以他们需要验证和聪明。"

开发一种治疗肌肉萎缩的药物

生物科技公司决定将重点放在肌肉萎缩上,因为它影响到许多老年人,使其难以进行日常活动,并增加了跌倒的风险。利用生物库样本,研究小组模拟了不同的路径,看起来它们可以改善肌肉健康。他们发现,行走速度更快、抓地力更强、寿命更长的人体内的一种叫做APELIN的蛋白质含量更高。

阿佩林是一种肽,或一种小的蛋白质,在血液中循环。它参与了运动增加和保持肌肉质量的过程。生物学家想知道它们是否能通过增加阿佩林通路中的信号传递量来预防肌肉萎缩。他们决定将另一家生物技术公司生产的一种现有药物重新使用,而不是设计一种药物的漫长过程。这家公司叫安进,曾探索过这种药物作为治疗心力衰竭的一种方法。它最终并没有达到这一目的,但生物科技注意到,这种药物似乎确实激活了阿佩林途径。

生物技术测试了它的新的、重新设计的药物BG-105,在第一阶段的临床试验中,它保护了受试者不患肌肉萎缩症,与不服用该药物的安慰剂组相比。65岁以上的健康志愿者在10天的床上注射这种药物,就像他们在生病或受伤后恢复时在床上休息一样;在这种情况下,老年人特别容易失去肌肉。服用BG-105的11人大腿周长比服用安慰剂的10人提高了100%。超声波观察还显示,服用杜格组的肌肉质量提高,肌肉厚度增加了73%。与安慰剂组相比,一名服用BG-105的志愿者确实出现了肌肉萎缩。

杜克大学老龄化和人类发展研究中心主任希瑟惠特森说,总的来说,结果是令人鼓舞的。"迄今为止的临床研究结果支持了这样一个前提,即人工智能能够帮助我们整理大量数据,并确定最有希望的有益干预点。"

需要更多的研究来找出哪些患者受益最多,是否有副作用。"我认为进一步的研究将会回答更多的问题,"惠特森说,他指出,BG-105只是为了提高与锻炼、肌肉力量有关的生理学方面。但是锻炼本身对于情绪、睡眠、骨骼和葡萄糖代谢还有许多其他好处。她说:"我们不知道BG-105是否会影响这些其他结果。

未来

生物年龄计划对肥胖症患者和那些住院于重症监护室的患者进行肌肉萎缩的第2阶段试验。利用生物库的数据,他们还开发出了另一种药物,bg-100,用于治疗大脑中的慢性炎症,这种疾病会随着年龄增长而恶化,并导致神经退行性疾病。研究小组目前正在动物体内测试这种药物,以评估其效果并找到合适的剂量。

生物医学设想其药物将比治疗任何一种特定疾病对健康产生更广泛的影响。福特尼说:"归根结底,我们希望通过针对老龄化本身的根本原因,开创医疗保健模式的转变,从治疗转向预防。""我们预见到一个人人都有可能获得健康长寿的未来。"