اوزمپیک طبیعی؛ دانشمندان با هوش مصنوعی داروی لاغری بدون عوارض جانبی کشف کردند

پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد مولکولی طبیعی شناسایی کرده‌اند که بدون ایجاد عوارض جانبی رایج داروی اوزمپیک مثل حالت تهوع، یبوست و تحلیل شدید بافت عضلانی، اشتها را کاهش و موجب لاغری می‌شود. این پپتید که BRP نام‌ گرفته، برخلاف داروی سماگلوتاید که بر گیرنده‌های متعدد در سراسر بدن اثر می‌گذارد، به‌طور هدفمند بر بخش خاصی از مغز که کنترل اشتها و متابولیسم را برعهده دارد تمرکز می‌کند.

به گزارش ScienceDaily، داروی سماگلوتاید گیرنده‌هایی را هدف قرار می‌دهد که علاوه‌بر مغز، در لوله گوارش، پانکراس و سایر بافت‌های بدن نیز وجود دارند. همین موضوع سبب بروز عوارض جانبی گسترده‌ای ازجمله کُندشدن حرکت غذا در دستگاه گوارش و افت قند خون می‌شود. در مقابل، مولکول BRP بر ناحیه هیپوتالاموس در عمق مغز اثر می‌گذارد؛ این بخش مسئولیت تنظیم اشتها، دمای بدن، فعالیت هورمونی و مصرف انرژی را به‌عهده دارد. این هدف‌گیری دقیق و منطقه‌ای سبب شده تا این مولکول بتواند بدون درگیر کردن سایر ارگان‌های بدن، اشتها را مهار کند.

کشف داروی لاغری بدون عوارض جانبی

کشف این پپتید بدون استفاده 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 در نقش هورمون، پیام‌های مهمی مربوط به اشتها و متابولیسم را منتقل می‌کنند. با‌این‌حال، 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؛ آنزیمی که پیش‌تر ارتباط آن با چاقی در انسان به اثبات رسیده بود و مسئول تولید هورمون GLP-1 نیز هست. پژوهشگران احتمال دادند که این آنزیم پپتیدهای دیگری را نیز برای کنترل اشتها تولید می‌کند.

برای یافتن این قطعات، آن‌ها الگوریتم هوش مصنوعی ویژه‌ای به نام Peptide Predictor طراحی کردند. این برنامه تمام ۲۰ هزار ژن کدکننده پروتئین در بدن انسان را اسکن کرد و ژن‌هایی را که پروتئین‌های ترشحی با حداقل چهار محل برش آنزیمی تولید می‌کردند، تفکیک 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. درنهایت، پژوهشگران ۱۰۰ پپتید را که بیشترین شانس اثرگذاری بر مغز را داشتند برای آزمایش‌های سلولی انتخاب کردند.

در آزمون‌های سلولی آزمایشگاهی، 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 بی‌آرپی پیش از تغذیه، میزان مصرف غذای حیوانات را در ساعت بعدی تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهد.

همچنین تزریق روزانه این پپتید به موش‌های مبتلا به چاقی طی 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 محسوب می‌شود.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است.