Ученые воспользовались искусственным интеллектом для предсказания соединений, которые нейтрализуют вызывающие алопецию активные формы кислорода в коже головы. Им понадобился пластырь с микроиглами и лысеющие мыши.
Выпадение волос нежелательно для многих людей, ведь прическа нередко связана с самооценкой человека. Некоторые быстро свыкаются с фактом облысения, другие же хотят восстановить потерянные пряди. Для решения проблемы ученые использовали искусственный интеллект (ИИ) для прогнозирования соединений, нейтрализующих активные формы кислорода в коже головы. Затем они сконструировали пластырь с микроиглами для проверки концепции и - восстановили волосы на лысеющих мышей.
Лечение алопеции
Большинство людей страдают от андрогенной алопеции, в этом состоянии волосяные фолликулы могут быть повреждены андрогенами, воспалением или избытком активных форм кислорода (свободные радикалы кислорода). Стоит отметит: когда уровень свободных радикалов кислорода слишком высок, они могут подавлять антиоксидантные ферменты организма, которые обычно держат их под контролем.
Одним из таких ферментов является супероксиддисмутаза (СОД), и недавно исследователи создали имитаторы СОД - «нанозимы». Однако их эффективность оставляла желать лучшего. Так, группа ученых из Американского химического общества решила посмотреть, может ли ИИ помочь разработать лучший нанозим для лечения облысения.
Исследователи выбрали соединения тиофосфатов переходных металлов в качестве потенциальных кандидатов для нанозимов. Они протестировали модели машинного обучения почти с сотней различных комбинаций переходных металлов, фосфатов и сульфатов: методы предсказали, что нанолист MnPS3 будет обладать самой лучшей эффективностью. Затем MnPS3 синтезировали путем химического переноса паров марганца, красного фосфора и серы. В первоначальных тестах с клетками фибробластов кожи человека нанолисты значительно снижали уровни активных форм кислорода, при этом не причиняя вреда.
Борьба с облысением
Основываясь на полученных результатах, команда подготовила пластыри с микроиглами MnPS3 и обработала ими мышей, страдающих андрогенной алопецией. В течение 13 дней у животных регенерировались более толстые пряди волос, которые более плотно покрывали их ранее лысые места на теле, в отличие от мышей, получавших привычные тестостерон и/или миноксидил.
Исследователи считают, что их работа позволяет создать достойное лечение нанозимами для регенерации волос. Также они указали на потенциал компьютерных методов для разработки будущих терапевтических средств с нанозимами.