کشف پپتید طبیعی توسط پژوهشگران با استفاده از الگوریتم هوش مصنوعی، راه را برای تولید نسل جدید داروهای لاغری هموار کرده است. این پپتید قادر است در آزمایشهای حیوانی، اشتها را تا ۵۰ درصد کاهش دهد و بدون آسیب به توده عضلانی، موجب کاهش وزن شود.
پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد موفق به شناسایی مولکولی طبیعی شدهاند که بدون ایجاد عوارض جانبی معمول داروی اوزمپیک، نظیر حالت تهوع و یبوست، اشتها را کاهش میدهد و به لاغری کمک میکند. این پپتید که BRP نامیده میشود، بهطور هدفمند بر ناحیه خاصی از مغز که مسئول کنترل اشتها و متابولیسم است، تمرکز میکند.
به گزارش خبرنگار بویانت، داروی سماگلوتاید به گیرندههایی در مغز و سایر بافتهای بدن اثر میگذارد که این امر منجر به بروز عوارض جانبی متعددی از جمله کندی حرکت غذا در دستگاه گوارش و افت قند خون میشود. در مقابل، مولکول BRP به ناحیه هیپوتالاموس در عمق مغز اثر میگذارد که وظیفه تنظیم اشتها، دمای بدن، فعالیت هورمونی و مصرف انرژی را بر عهده دارد. این هدفگیری دقیق باعث شده است که این مولکول بتواند بدون تأثیر بر سایر ارگانهای بدن، اشتها را کنترل کند.
کشف این پپتید بدون بهرهگیری از الگوریتمهای هوش مصنوعی ممکن نبود. در بدن انسان، پروتئینهای پیشسازی به نام پروهورمون وجود دارند که توسط آنزیمها برش میخورند و به قطعات کوچکتری به نام پپتید تبدیل میشوند. برخی از این پپتیدها به عنوان هورمون، پیامهای مهمی در زمینه اشتها و متابولیسم منتقل میکنند. با این حال، شناسایی پپتیدهای مؤثر از میان صدها هزار قطعه پروتئینی پراکنده در روشهای آزمایشگاهی سنتی بسیار دشوار و زمانبر است.
محققان استنفورد بر آنزیمی به نام پروهورمون کنورتاز ۱/۳ تمرکز کردند که پیشتر ارتباط آن با چاقی در انسان اثبات شده و مسئول تولید هورمون GLP-1 نیز هست. پژوهشگران بر این باور بودند که این آنزیم ممکن است پپتیدهای دیگری را نیز برای کنترل اشتها تولید کند.
برای شناسایی این قطعات، آنها الگوریتم هوش مصنوعی خاصی به نام Peptide Predictor طراحی کردند. این برنامه تمام ۲۰ هزار ژن کدکننده پروتئین در بدن انسان را اسکن کرده و ژنهایی را که پروتئینهای ترشحی با حداقل چهار محل برش آنزیمی تولید میکردند، شناسایی کرد. این اقدام تعداد پروهورمونهای نامزد را به ۳۷۳ مورد کاهش داد. الگوریتم هوش مصنوعی تخمین زد که از این تعداد میتوان ۲,۶۸۳ پپتید مجزا تولید کرد. در نهایت، پژوهشگران ۱۰۰ پپتید با بیشترین شانس اثرگذاری بر مغز را برای آزمایشهای سلولی انتخاب کردند.
در آزمایشهای سلولی، هورمون طبیعی جیالپی-۱ فعالیت سلولهای عصبی را تا سه برابر افزایش داد. اما پپتید BRP که از ۱۲ اسیدآمینه تشکیل شده، پاسخی فوقالعاده شگفتانگیز ثبت کرد و میزان فعالیت نورونی را به ۱۰ برابر سطح کنترل رساند.
آزمایشهای بعدی روی موشها که متابولیسم و الگوی تغذیهای آنها شباهت زیادی به انسان دارد، نشان داد که تزریق عضلانی BRP پیش از تغذیه، میزان مصرف غذای حیوانات را در ساعت بعدی تا ۵۰ درصد کاهش میدهد.
علاوه بر این، تزریق روزانه این پپتید به موشهای چاق طی یک دوره ۱۴ روزه، منجر به کاهش وزن میانگین ۳ گرمی شد که تقریباً تمام آن از محل سوزاندن چربیهای بدن بود و هیچگونه کاهش در بافت عضلانی مشاهده نشد. در ارزیابیهای رفتاری نیز، هیچ تغییری در میزان تحرک، مصرف آب، رفتارهای مضطربانه یا میزان دفع مدفوع در حیوانات مشاهده نشد. عدم تغییر در عملکرد رودهها نشاندهنده منتفیبودن احتمال یبوست است که از مشکلات اصلی مصرفکنندگان اوزمپیک به شمار میرود.
یافتههای این پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است.