Использование ИИ для разработки сверхмощных антибиотиков, способных уничтожать устойчивые к антибиотикам бактерии

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) только что добились успеха в проекте с использованием искусственного интеллекта (ИИ) для разработки чрезвычайно мощного нового соединения антибиотиков, которое может легко убивать даже некоторые штаммы бактерий, устойчивые к опасным антибиотикам сегодня.

Для этого ученым пришлось потратить немало усилий на создание компьютерной модели, которая синтезирует информацию о миллионах химических соединений и использует алгоритмы машинного обучения для отбора лучших из них. конкретные соединения для углубленной разработки и тестирования. Результаты показали, что новый антибиотик может легко убивать кишечную палочку и многие другие распространенные бактерии при тестировании на мышах.

Большинство новых антибиотиков, разрабатываемых сегодня, представляют собой вариации существующих лекарств, в которых используются аналогичные механизмы. Однако этот антибиотик, разработанный с использованием ИИ, обладает совершенно другим механизмом, а это означает, что он способен лечить те виды инфекций, которые современные лекарства не могут.

Исследователи Массачусетского технологического института использовали алгоритмы машинного обучения, чтобы идентифицировать антибиотик под названием халицин, который может убивать многие штаммы бактерий. Галицин (верхний ряд) предотвращал развитие устойчивости к антибиотикам у E. coli, а ципрофлоксацин (нижний ряд) - нет.

«Мы хотели разработать платформу, которая проложит путь к использованию возможностей искусственного интеллекта для открытия антибиотиков», — сказал Джеймс Коллинз, профессор медицинских наук и техники в Массачусетском технологическом институте.

Этот новый подход может помочь быстрее идентифицировать различные соединения, которые делают бактерии устойчивыми к лекарствам, при значительно меньших затратах, чем другие методы. Исследователи обучили свою модель искусственного интеллекта на 2500 существующих молекулах, а затем протестировали ее на библиотеке данных из 6000 соединений, чтобы идентифицировать молекулы, которые могут убивать бактерии E.coli. Модель определила конкретную молекулу как потенциальную мишень, и когда исследователи проверили ее в лаборатории, результаты показали, что она также может убивать распространенные и опасные устойчивые к антибиотикам бактерии,

Проблема бактерий, устойчивых к антибиотикам, действительно становится угрозой для здоровья человека. Новый метод исследования антибиотиков ученых Массачусетского технологического института открывает перспективы решения этой проблемы. В ближайшем будущем исследовательская группа планирует использовать эту модель для оптимизации существующих антибиотиков, а также для разработки новых антибиотиков. В частности, чрезвычайно важную роль будет играть дальнейшее применение технологии глубокого обучения на всех этапах разработки антибиотиков, от открытия до повышения эффективности и токсичности посредством модификации ингредиентов лекарств и медицинской химии.