Fizyk w złożonym świecie substancji roślinnych
dr inż. Grzegorz Siudem, fot. Maciej Mrowiński
Olbrzymi, choć nie do końca zbadany potencjał leczniczy kryje się w związkach chemicznych obecnych w roślinach. Znając dokładnie cechy tych substancji badacze są w stanie m.in. produkować lepsze i bezpieczniejsze leki. Okiełznaniem licznych danych i precyzyjną ich analizą zajmie się dr inż. Grzegorz Siudem, lider dwóch projektów realizowanych we współpracy z dr hab. Katarzyną Paradowską i dr. Pawłem Siudemem z Wydziału Farmaceutycznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego w ramach grantów WUM/PW INTEGRA – 2.
Okazuje się, że narzędzia, którymi posługują się fizycy, matematycy i informatycy, mogą stanowić ważne wsparcie dla badań prowadzonych przez farmaceutów. W ramach współpracy badacze chcą sprawdzić, jak algorytmy sztucznej inteligencji mogą pomóc w dogłębnej analizie związków chemicznych znajdujących się w wybranych surowcach roślinnych.
Wykorzystanie grafowych metod uczenia maszynowego w predykcji właściwości przeciwzapalnych pochodnych kumaryn
Bobowate, psiankowate, astrowate, selerowate — to niektóre rodziny botaniczne, charakteryzujące się obecnością kumaryn, związków chemicznych o właściwościach przeciwutleniających, przeciwzapalnych, przeciwzakrzepowych oraz przeciwbakteryjnych. Poznawane krok po kroku cechy kumaryn dają nadzieję na kolejne zastosowania terapeutyczne, a jednocześnie wzmacniają potrzebę dokładniejszego poznania zależności pomiędzy ich strukturą a działaniem. — Trudność polega na tym, że to nie jest jeden związek chemiczny, ale cała grupa o drobnych, choć znaczących różnicach w budowie chemicznej — mówi dr hab. Katarzyna Paradowska, kierownik projektu. — W naszym projekcie chcemy porównać wyznaczone laboratoryjnie cechy kumaryn z przewidywaniami algorytmów SI i innych metod uczenia maszynowego — dodaje dr inż. Grzegorz Siudem. Zespół przewiduje, że takie działania mogą dostarczyć nie tylko nowej wiedzy o tej grupie związków, ale również utorować drogę do bardziej ekonomicznej i wydajnej przyszłej ich analizy i aplikacji. Stanowić również mogą bazę dla kolejnych grup związków o charakterze polifenolowym..
Spektroskopia NMR wspomagana metodami analizy danych funkcyjnych jako metoda fingerprint w badaniach związków pochodzenia naturalnego
Każdy surowiec roślinny to bogata, ale dość tajemnicza mieszanka związków chemicznych. Farmaceuci dążą do tego, by poznać dokładne proporcje tych związków i zrozumieć, które z nich odpowiadają za konkretne efekty lecznicze, jak poszczególne gatunki różnią się profilem związków i jak w szybki sposób ocenić jakość surowca. Pomocna jest tu spektroskopia rezonansu magnetycznego, dzięki której można otrzymać widmo substancji, ich swoisty "odcisk palca". Współpraca braci Siudemów (farmaceuty i fizyka) będzie w tym projekcie polegała na połączeniu badań laboratoryjnych, spektroskopii NMR i wykorzystania metod statystycznych w skutecznym wykrywaniu tego, jakie dokładnie związki w roślinnej mieszaninie odpowiadają za obserwowany efekt leczniczy. Badacze wezmą na warsztat m.in. bogate w polifenole lawendę i jagodę kamczacką. Jednym z celów projektu jest opracowanie algorytmów analizy ich widm, które mogą pomóc w projektowaniu skuteczniejszych leków roślinnych.
Poza dr. inż. Grzegorzem Siudemem w pracach projektowych będzie uczestniczył również mgr inż. Łukasz Brzozowski, doktorant zajmujący się grafowymi sieciami neuronowymi.
