ИИ выявит опасные для репродуктивного здоровья вещества в окружающей среде
Российские исследователи создали метод для обнаружения множества химических веществ, которые могут негативно влиять на репродуктивное здоровье. Искусственный интеллект поможет определить опасные соединения еще до их лабораторного тестирования. Система прогнозирует, способны ли химикаты нарушать работу рецептора прогестерона, который играет ключевую роль в овуляции и поддержании беременности. Это новшество ускорит отбор веществ, нуждающихся в проверке, и повысит контроль за химической безопасностью. Также данная технология может быть полезна в лечении бесплодия. Об этом сообщает портал Известия.
Разработка системы основана на машинном обучении и предназначена для предварительной оценки химических соединений, влияющих на репродуктивную систему. Она определяет, может ли вещество связываться с рецептором прогестерона, активировать или блокировать его, а также оценивать токсическое воздействие на клетки.
Традиционные методы токсикологической оценки требуют значительных ресурсов и использования лабораторных животных, что делает невозможным исследование каждого химического соединения. Число таких веществ велико, и подробные эксперименты не всегда осуществимы.
Рецептор прогестерона является одной из ключевых мишеней для таких веществ, так как некоторые ксенобиотики могут имитировать или блокировать его действие.
Руководитель исследования Екатерина Гусева отметила, что важно создать подход для приоритизации химических веществ по степени их риска для репродуктивной системы и планирования дальнейших исследований. Это позволит проводить профилактическую токсикологическую оценку новых или недостаточно изученных соединений, особенно в отношении промышленных химикатов и средств защиты растений.
Для создания системы использовалась база данных Tox21 и информация о более чем семи тысячах соединений с известными результатами экспериментов. Система анализирует, взаимодействует ли новое вещество с рецептором прогестерона, и каков может быть его эффект.
Модели лучше всего распознают соединения, способные связываться с рецептором прогестерона. Система также учитывает, насколько новое вещество похоже на известные соединения, что влияет на надежность прогноза.
Разработка пока является исследовательским прототипом и не заменяет лабораторные испытания. Ее цель — сузить круг веществ для первоочередной проверки.
Следующий этап включает расширенную валидацию модели на независимых выборках и ее интеграцию с существующими инструментами для комплексной оценки воздействия на систему половых гормонов. Это позволит оценить возможность применения разработанного подхода в токсикологической оценке химической безопасности.
Некоторые химические соединения могут воздействовать на рецептор прогестерона, нарушая овуляцию и имплантацию эмбриона. К известным тератогенам относятся ретиноиды и талидомид, которые могут вызывать пороки развития плода.
Отсутствие единой базы для проверки веществ на риск токсического воздействия затрудняет ситуацию. Система, разработанная в Сеченовском университете, решает эту проблему, предсказывая, способны ли новые вещества связываться с рецептором прогестерона и оказывать токсическое действие.
Такой подход поможет защитить беременных и тех, кто планирует завести детей, от потенциально опасных химических веществ. Системы могут быть полезны и в лечении бесплодия, позволяя врачам быстрее выявлять причины неэффективности стандартной терапии.
