Pesquisadores criaram um modelo de inteligência artificial que tem a capacidade de antecipar o impacto das substâncias químicas nos genes, o que pode facilitar e acelerar a descoberta de novos tratamentos médicos.
Um grupo de cientistas da Universidade Estadual de Michigan desenvolveu uma ferramenta de IA que promete revolucionar a busca por medicamentos inovadores.
O sistema é capaz de prever como compostos químicos afetam os genes sem a necessidade de realizar testes físicos em laboratório. Os resultados desse estudo foram publicados na respeitada revista científica Cell.
Essa inovação é especialmente relevante considerando o desafio atual enfrentado pelos pesquisadores. Quando uma célula está doente, seus genes podem funcionar de maneira desregulada, e encontrar a substância adequada para corrigir essa disfunção pode demandar a análise de milhões de compostos diferentes.
Anteriormente, esse processo era moroso, dispendioso e muitas vezes baseado em tentativa e erro. Com a nova ferramenta, chamada de GPS, é possível identificar padrões a partir de uma vasta quantidade de dados científicos previamente publicados.
O funcionamento desse modelo é comparável ao treinamento de uma rede neural para reconhecer imagens de gatos e cachorros. No caso do GPS, ele classifica se uma substância química vai aumentar ou reduzir a atividade de um gene específico.
Um dos principais desafios enfrentados durante o desenvolvimento foi a qualidade dos dados biológicos disponíveis, que geralmente não estão limpos ou organizados. Foi necessário treinar o modelo para distinguir as informações confiáveis das imprecisas ou enganosas.
Utilizando o sistema criado, os pesquisadores selecionaram duas doenças para testar na prática. A primeira delas é o carcinoma hepatocelular, a forma mais agressiva de câncer de fígado.
A segunda doença escolhida foi a fibrose pulmonar idiopática, uma condição pulmonar crônica incurável, com uma média de sobrevivência de apenas três anos após o diagnóstico.
Em testes realizados com camundongos, a inteligência artificial identificou dois compostos inéditos capazes de reduzir o tamanho dos tumores no fígado. Para a doença pulmonar, foram encontrados um medicamento já aprovado e dois novos compostos com resultados promissores.
No caso da fibrose pulmonar, esses compostos foram testados em amostras de tecido pulmonar humano, o que aumentou consideravelmente a validade dos resultados obtidos.
O projeto contou com a colaboração de mais de vinte pesquisadores de diversas áreas, incluindo especialistas em computação, cientistas de laboratório e médicos. A inteligência artificial, por si só, não resolve o problema, sendo essencial o trabalho em conjunto com equipes humanas para que os compostos descobertos virtualmente possam se tornar medicamentos seguros.
No contexto brasileiro, essa pesquisa possui implicações práticas significativas, uma vez que o país enfrenta um alto índice de doenças hepáticas, agravadas por fatores como hepatite e obesidade. O câncer de fígado é um problema crescente em termos de saúde pública no Brasil.
Doenças pulmonares crônicas também afetam milhões de brasileiros, e instituições como a Fiocruz já utilizam ferramentas computacionais em suas pesquisas. A disseminação de tecnologias como o GPS poderia potencializar essas iniciativas nacionais.
Esse estudo questiona o modelo tradicional que favorece grandes laboratórios, pois com o acesso a ferramentas de IA mais acessíveis, laboratórios menores, inclusive em países do Sul Global, poderiam competir em condições mais equitativas.
Apesar de ainda ser necessário percorrer um longo caminho até que algum composto esteja disponível como medicamento, os testes em animais representam apenas o início do processo, e os ensaios clínicos em humanos podem levar anos. No entanto, iniciar essa jornada com candidatos mais qualificados, identificados pela IA antes mesmo dos testes laboratoriais, representa uma mudança real na rapidez das descobertas na área médica.
Essa pesquisa é mais uma evidência de que a inteligência artificial está se tornando uma ferramenta concreta na luta contra doenças que atualmente não possuem cura.