AI를 활용해 항생제 내성 박테리아를 파괴할 수 있는 초강력 항생제 개발

매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 오늘날 위험한 항생제에 내성이 있는 일부 박테리아도 쉽게 죽일 수 있는 매우 강력한 새로운 항생제 화합물을 개발하는 프로젝트에 성공했습니다 .

이를 위해 과학자들은 수백만 개의 화합물에 대한 정보를 합성하고 기계 학습 알고리즘을 사용하여 효과적인 새로운 항생제 균주로 개발할 수 있는 최고의 화합물을 선택하는 컴퓨터 모델을 만드는 데 많은 노력을 기울여야 했습니다. 심층적인 개발 및 테스트를 위한 특정 화합물. 결과는 새로운 항생제가 쥐를 대상으로 테스트했을 때 대장균과 다른 많은 일반적인 박테리아를 쉽게 죽일 수 있다는 것을 보여주었습니다.

오늘날 개발된 대부분의 새로운 항생제는 유사한 메커니즘을 사용하는 기존 약물의 변형입니다. 그러나 AI를 사용해 개발된 이 항생제는 완전히 다른 메커니즘을 가지고 있다. 즉, 기존 약물이 처리할 수 없는 유형의 감염을 치료할 수 있는 능력이 있다는 뜻이다.

MIT 연구원들은 기계 학습 알고리즘을 사용하여 많은 종류의 박테리아를 죽일 수 있는 할리신이라는 항생제를 식별했습니다. 할리신(윗줄)은 E. coli의 항생제 내성 발생을 예방한 반면, 시프로플록사신(아래줄)은 그렇지 않았습니다.

MIT 의학공학 교수인 제임스 콜린스(James Collins)는 “우리는 항생제 발견을 위해 인공지능의 힘을 활용할 수 있는 길을 열어주는 플랫폼을 개발하고 싶었습니다.”라고 말했습니다.

이 새로운 접근 방식은 다른 방법보다 훨씬 저렴한 비용으로 박테리아의 약물 내성을 더 빠르게 만드는 다양한 화합물을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구진은 2,500개의 기존 분자로 AI 모델을 훈련한 다음 6,000개의 화합물로 구성된 데이터 라이브러리에서 이를 테스트하여 대장균 박테리아를 죽일 수 있는 분자를 식별했습니다. 이 모델은 특정 분자를 잠재적 표적으로 식별했으며 연구자들이 실험실에서 이를 테스트한 결과 현재 Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii 및 Mycobacterium tuberculosis와 같은 흔하고 위험한 항생제 내성 박테리아

항생제 내성 박테리아 문제는 실제로 인류 건강에 위협이 되고 있습니다. MIT 과학자들의 새로운 항생제 연구 방법은 이 문제를 해결할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 연구팀은 가까운 미래에 이 모델을 활용해 기존 항생제를 최적화하고 새로운 항생제를 개발할 계획이다. 특히, 신약 성분 및 의약 화학 변형을 통해 발견부터 효과 및 독성 개선까지 항생제 개발의 모든 단계 에서 딥러닝 기술을 추가로 적용 하는 것이 매우 중요한 역할을 할 것입니다.