Usare l’intelligenza artificiale per sviluppare antibiotici super potenti in grado di distruggere i batteri resistenti agli antibiotici

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno appena raggiunto il successo in un progetto che utilizza l’intelligenza artificiale (AI) per sviluppare un nuovo composto antibiotico estremamente potente che può facilmente uccidere anche alcuni ceppi di batteri resistenti agli antibiotici oggi pericolosi.

Per fare ciò, gli scienziati hanno dovuto dedicare molti sforzi alla creazione di un modello computerizzato che sintetizza informazioni su milioni di composti chimici e utilizza algoritmi di apprendimento automatico per selezionare le specie migliori che potrebbero essere sviluppate in nuovi ceppi antibiotici efficaci, quindi selezionarne alcuni composti specifici per sviluppi e test approfonditi. I risultati hanno mostrato che il nuovo antibiotico potrebbe facilmente uccidere l’E. coli e molti altri batteri comuni se testato sui topi.

La maggior parte dei nuovi antibiotici sviluppati oggi sono variazioni di farmaci esistenti, che utilizzano meccanismi simili. Tuttavia, questo antibiotico sviluppato utilizzando l’intelligenza artificiale possiede un meccanismo completamente diverso, il che significa che ha la capacità di trattare tipi di infezioni che i farmaci attuali non possono.

I ricercatori del MIT hanno utilizzato algoritmi di apprendimento automatico per identificare un antibiotico chiamato alicina, che può uccidere molti ceppi di batteri. L’alicina (riga in alto) ha impedito lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nell’E. coli, mentre la ciprofloxacina (riga in basso) no.

"Volevamo sviluppare una piattaforma che aprisse la strada allo sfruttamento della potenza dell'intelligenza artificiale per la scoperta di antibiotici", ha affermato James Collins, professore di scienze mediche e ingegneria al MIT.

Questo nuovo approccio potrebbe aiutare a identificare diversi composti che rendono i batteri resistenti ai farmaci più velocemente, a un costo significativamente inferiore rispetto ad altri metodi. I ricercatori hanno addestrato il loro modello di intelligenza artificiale con 2.500 molecole esistenti, quindi lo hanno testato su una libreria di dati di 6.000 composti per identificare molecole che potrebbero uccidere i batteri E.coli. Il modello ha identificato una molecola specifica come potenziale bersaglio e, quando i ricercatori l’hanno testata in laboratorio, i risultati hanno mostrato che potrebbe anche uccidere i comuni e pericolosi batteri resistenti agli antibiotici,

Il problema dei batteri resistenti agli antibiotici sta davvero diventando una minaccia per la salute umana. Il nuovo metodo di ricerca sugli antibiotici degli scienziati del MIT apre prospettive per risolvere questo problema. Nel prossimo futuro, il gruppo di ricerca prevede di utilizzare questo modello per ottimizzare gli antibiotici esistenti e per svilupparne di nuovi. In particolare, l’ulteriore applicazione della tecnologia di deep learning in tutte le fasi dello sviluppo degli antibiotici, dalla scoperta al miglioramento dell’efficacia e della tossicità attraverso la modifica degli ingredienti dei farmaci e della chimica medicinale, svolgerà un ruolo estremamente importante.