Usando IA para desenvolver antibióticos superpoderosos que podem destruir bactérias resistentes a antibióticos

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) acabaram de obter sucesso em um projeto que usa inteligência artificial (IA) para desenvolver um novo composto antibiótico extremamente poderoso que pode facilmente matar até mesmo algumas cepas de bactérias que hoje são resistentes a antibióticos perigosos .

Para fazer isso, os cientistas tiveram que se esforçar muito para criar um modelo de computador que sintetizasse informações sobre milhões de compostos químicos e usasse algoritmos de aprendizado de máquina para selecionar as melhores espécies que poderiam ser desenvolvidas em novas cepas de antibióticos eficazes e, em seguida, selecionar algumas. compostos específicos para desenvolvimento e testes aprofundados. Os resultados mostraram que o novo antibiótico poderia facilmente matar a E. coli e muitas outras bactérias comuns quando testado em ratos.

A maioria dos novos antibióticos desenvolvidos hoje são variações de medicamentos existentes, utilizando mecanismos semelhantes. No entanto, este antibiótico desenvolvido com IA possui um mecanismo completamente diferente, o que significa que tem a capacidade de tratar tipos de infecções que os medicamentos atuais não conseguem.

Os pesquisadores do MIT usaram algoritmos de aprendizado de máquina para identificar um antibiótico chamado halicina, que pode matar muitas cepas de bactérias. A halicina (linha superior) preveniu o desenvolvimento de resistência a antibióticos em E. coli, enquanto a ciprofloxacina (linha inferior) não o fez.

“Queríamos desenvolver uma plataforma que abrisse caminho para aproveitar o poder da inteligência artificial para a descoberta de antibióticos”, disse James Collins, professor de Ciência Médica e Engenharia no MIT.

Esta nova abordagem poderia ajudar a identificar diferentes compostos que tornam as bactérias resistentes aos medicamentos mais rapidamente, a um custo significativamente menor do que outros métodos. Os investigadores treinaram o seu modelo de IA com 2.500 moléculas existentes e depois testaram-no numa biblioteca de dados de 6.000 compostos para identificar moléculas que pudessem matar a bactéria E.coli. O modelo identificou uma molécula específica como um alvo potencial e, quando os pesquisadores a testaram em laboratório, os resultados mostraram que ela também poderia matar bactérias comuns e perigosas resistentes a antibióticos, como Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii e Mycobacterium tuberculosis.

O problema das bactérias resistentes aos antibióticos está a tornar-se verdadeiramente uma ameaça para a saúde humana. O novo método de pesquisa de antibióticos dos cientistas do MIT abre perspectivas para resolver este problema. Num futuro próximo, a equipa de investigação planeia utilizar este modelo para otimizar os antibióticos existentes, bem como desenvolver novos antibióticos. Em particular, a aplicação adicional da tecnologia de aprendizagem profunda em todas as fases do desenvolvimento de antibióticos, desde a descoberta até à melhoria da eficácia e da toxicidade através da modificação de ingredientes de medicamentos e da química medicinal, desempenhará um papel extremamente importante.