Identificación de moduladores del transporte de glucosa in vitro y método para su evaluación del comportamiento de la red neuronal de aprendizaje profundo en ratones deficientes en Glut1
El aumento del flujo metabólico a través de la activación del transporte de glucosa puede ser deseable en la deficiencia del transportador de glucosa 1 (Glut1) (G1D) y la demencia, mientras que la supresión podría resultar útil en el cáncer. Utilizando células de adenocarcinoma de pulmón que expresan predominantemente Glut1 en relación con otros transportadores de glucosa, examinamos 11.613 compuestos para detectar efectos sobre la acumulación de un análogo de glucosa fluorescente aplicado extracelularmente. 5 medicamentos actualmente prescritos para indicaciones no relacionadas o fluorescencia intracelular robustamente caracterizada preclínicamente. Adicionalmente se identificaron 37 nuevos compuestos activantes y 9 compuestos inhibidores que carecían de caracterización biológica previa. Debido a que había pocos estudios mecanicistas o farmacológicos relacionados con la glucosa disponibles para estos compuestos, desarrollamos un método para cuantificar el comportamiento del ratón G1D para inferir el valor terapéutico potencial. Con este fin, diseñamos un aparato de 5 pistas para grabar y evaluar videos de locomoción espontánea. Aplicamos esto a un modelo de ratón G1D que replica la ataxia y otras manifestaciones cardinales del trastorno humano. Debido a que los dos primeros fármacos que examinamos de esta manera (baclofeno y acetazolamida) ejercieron diversos impactos en varios aspectos de la marcha, utilizamos redes neuronales de aprendizaje profundo para evaluar de manera más exhaustiva los efectos de los fármacos. Usando este método, 49 parámetros locomotores diferenciaron G1D de los ratones de control. Por lo tanto, utilizamos la modificabilidad de parámetros para cuantificar la eficacia de la marcha. Lo probamos midiendo los efectos de la solución salina como control y la glucosa como terapia G1D. Los resultados indican que este enfoque in vivo puede estimar la idoneidad preclínica desde la perspectiva de la locomoción G1D. Esto justifica el uso de este método para evaluar nuestros fármacos u otras intervenciones y clasificar a los candidatos para una investigación adicional.
Declaración de significación Un enfoque para el síndrome de deficiencia del transportador de glucosa I (Glut1) (G1D), la demencia y el tratamiento del cáncer es la modulación del transporte de glucosa. Utilizando células de adenocarcinoma de pulmón ricas en Glut1, identificamos, de manera de alto rendimiento, activadores e inhibidores del transporte análogo de glucosa fluorescente. También desarrollamos una plataforma de pruebas de marcha para el análisis de redes neuronales de aprendizaje profundo de ratones G1D que cuantifica el impacto del fármaco en 49 parámetros de la marcha, evaluando así la eficacia preclínica potencial de estos fármacos y otras intervenciones a través del análisis de la locomoción.
