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开创性软件可以使用人工智能设计的纳米粒子生长和治疗虚拟肿瘤

EVONANO 平台允许科学家培育虚拟肿瘤并使用人工智能自动优化纳米粒子的设计来治疗它们。

培养和治疗虚拟肿瘤的能力是开发癌症新疗法的重要一步。重要的是,科学家可以使用虚拟肿瘤来优化基于纳米颗粒的药物的设计,然后再在实验室或患者中进行测试。

这篇名为“自动发现用于癌症治疗的纳米载体的进化计算平台”的论文今天发表在《自然》杂志《计算材料》上。该论文是欧洲项目EVONANO的成果,该项目涉及布里斯托尔大学的Sabine Hauert博士和 Namid Stillman 博士,由诺维萨德大学的 IgorBalaz博士领导。

“模拟使我们能够非常快速地测试多种治疗方法,并针对多种肿瘤进行测试。鉴于该疾病的复杂性,我们仍处于制造虚拟肿瘤的早期阶段,但希望即使是这些简单的数字肿瘤也能帮助我们更有效地设计用于癌症的纳米药物,”豪尔特博士说。

Hauert 博士表示,拥有用于培养和治疗虚拟肿瘤的软件可能有助于开发靶向癌症治疗。

“在未来,创建患者肿瘤的数字孪生体可以设计出专门满足他们需求的新纳米粒子治疗方法,而无需进行大量的反复试验或实验室工作,而这通常成本高昂且快速迭代的能力有限适合个体患者的解决方案,”豪尔特博士说。

基于纳米颗粒的药物具有改善癌细胞靶向的潜力。这是因为纳米粒子是一种微小的载体,可以设计成将药物运送到肿瘤中。它们的设计改变了它们在体内移动的能力,并正确靶向癌细胞。例如,生物工程师可能会改变纳米粒子的大小、电荷或材料,用使它们易于被癌细胞识别的分子包裹纳米粒子,或者为它们加载不同的药物以杀死癌细胞。

使用新的 EVONANO 平台,该团队能够用癌症干细胞模拟简单的肿瘤和更复杂的肿瘤,这些肿瘤有时难以治疗并导致一些癌症患者复发。该策略确定了已知在先前研究中有效的纳米粒子设计,以及纳米粒子设计的潜在新策略。

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