Folosind AI pentru a dezvolta antibiotice super puternice care pot distruge bacteriile rezistente la antibiotice

Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) tocmai au obținut succes într-un proiect care folosește inteligența artificială (AI) pentru a dezvolta un nou compus antibiotic extrem de puternic, care poate ucide cu ușurință chiar și unele tulpini de bacterii rezistente la antibiotice periculoase astăzi.

Pentru a face acest lucru, oamenii de știință au trebuit să depună mult efort pentru a crea un model computerizat care sintetizează informații despre milioane de compuși chimici și utilizează algoritmi de învățare automată pentru a le selecta pe cei mai buni specii care ar putea fi dezvoltate în tulpini noi de antibiotice eficiente, apoi selectează câteva compuși specifici pentru dezvoltarea și testarea în profunzime. Rezultatele au arătat că noul antibiotic ar putea ucide cu ușurință E. coli și multe alte bacterii comune atunci când este testat pe șoareci.

Cele mai multe antibiotice noi dezvoltate astăzi sunt variații ale medicamentelor existente, folosind mecanisme similare. Cu toate acestea, acest antibiotic dezvoltat folosind IA posedă un mecanism complet diferit, ceea ce înseamnă că are capacitatea de a trata tipuri de infecții pe care medicamentele actuale nu le pot.

Cercetătorii MIT au folosit algoritmi de învățare automată pentru a identifica un antibiotic numit halicină, care poate ucide multe tulpini de bacterii. Halicina (rândul de sus) a prevenit dezvoltarea rezistenței la antibiotice la E. coli, în timp ce ciprofloxacina (rândul de jos) nu a făcut-o.

„Am vrut să dezvoltăm o platformă care deschide calea pentru valorificarea puterii inteligenței artificiale pentru descoperirea antibioticelor”, a spus James Collins, profesor de știință medicală și inginerie la MIT.

Această nouă abordare ar putea ajuta la identificarea diferiților compuși care fac bacteriile rezistente la medicamente mai rapid, la un cost semnificativ mai mic decât alte metode. Cercetătorii și-au antrenat modelul AI cu 2.500 de molecule existente și apoi l-au testat pe o bibliotecă de date de 6.000 de compuși pentru a identifica molecule care ar putea ucide bacteriile E.coli. Modelul a identificat o moleculă specifică ca o țintă potențială și, atunci când cercetătorii au testat-o ​​în laborator, rezultatele au arătat că ar putea ucide și bacteriile comune și periculoase rezistente la antibiotice, în prezent, cum ar fi Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii și Mycobacterium tuberculosis.

Problema bacteriilor rezistente la antibiotice devine cu adevărat o amenințare pentru sănătatea umană. Noua metodă de cercetare a antibioticelor a oamenilor de știință de la MIT deschide perspective pentru rezolvarea acestei probleme. În viitorul apropiat, echipa de cercetare intenționează să utilizeze acest model pentru a optimiza antibioticele existente, precum și pentru a dezvolta noi antibiotice. În special, aplicarea în continuare a tehnologiei de învățare profundă în toate etapele dezvoltării antibioticelor, de la descoperire până la îmbunătățirea eficacității și toxicității prin modificarea ingredientelor medicamentului și a chimiei medicinale, va juca un rol extrem de important.