การใช้ AI เพื่อพัฒนายาปฏิชีวนะที่ทรงพลังสุดๆ ซึ่งสามารถทำลายแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะได้

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เพิ่งประสบความสำเร็จในโครงการที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อพัฒนาสารประกอบยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ที่ทรงพลังอย่างยิ่งซึ่งสามารถฆ่าได้อย่างง่ายดาย แม้แต่แบคทีเรียบางสายพันธุ์ที่ต้านทานต่อยาปฏิชีวนะที่เป็นอันตรายในปัจจุบัน

ในการทำเช่นนั้น นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สังเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับสารประกอบเคมีหลายล้านชนิด และใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อเลือกสายพันธุ์ที่ดีที่สุด ที่สามารถพัฒนาเป็นยาปฏิชีวนะสายพันธุ์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพ จากนั้นเลือกเพียงไม่กี่ชนิด สารประกอบเฉพาะเพื่อการพัฒนาและทดสอบเชิงลึก ผลการวิจัยพบว่ายาปฏิชีวนะตัวใหม่สามารถฆ่าเชื้อ E. coli และแบคทีเรียทั่วไปอื่นๆ ได้อย่างง่ายดายเมื่อทดสอบกับหนู

ยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ส่วนใหญ่ที่พัฒนาขึ้นในปัจจุบันเป็นรูปแบบต่างๆ ของยาที่มีอยู่เดิม โดยใช้กลไกที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตาม ยาปฏิชีวนะที่พัฒนาโดยใช้ AI มีกลไกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการรักษาโรคติดเชื้อประเภทต่างๆ ที่ยาในปัจจุบันไม่สามารถทำได้

นักวิจัยของ MIT ใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุยาปฏิชีวนะที่เรียกว่าฮาลิซิน ซึ่งสามารถฆ่าแบคทีเรียได้หลายสายพันธุ์ Halicin (แถวบนสุด) ป้องกันการพัฒนาของการดื้อยาปฏิชีวนะใน E. coli ในขณะที่ ciprofloxacin (แถวล่าง) ไม่ได้ป้องกัน

“เราต้องการพัฒนาแพลตฟอร์มที่ปูทางไปสู่การควบคุมพลังของปัญญาประดิษฐ์สำหรับการค้นพบยาปฏิชีวนะ” เจมส์ คอลลินส์ ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และวิศวกรรมศาสตร์ของ MIT กล่าว

วิธีการใหม่นี้สามารถช่วยระบุสารประกอบต่างๆ ที่ทำให้แบคทีเรียต้านทานยาได้เร็วขึ้น โดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าวิธีอื่นๆ อย่างมาก นักวิจัยได้ฝึกฝนโมเดล AI ของพวกเขาด้วยโมเลกุลที่มีอยู่ 2,500 โมเลกุล จากนั้นทดสอบในคลังข้อมูลที่มีสารประกอบ 6,000 ชนิด เพื่อระบุโมเลกุลที่สามารถฆ่าแบคทีเรีย E.coli ได้ ผลการวิจัยพบว่าแบบจำลองดังกล่าวสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะทั่วไปและเป็นอันตราย ได้ ในปัจจุบัน เช่น Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii และ Mycobacterium tuberculosis

ปัญหาแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะกำลังกลายเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างแท้จริง วิธีการวิจัยยาปฏิชีวนะใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ MIT เปิดโอกาสในการแก้ไขปัญหานี้ ในอนาคตอันใกล้นี้ ทีมวิจัยวางแผนที่จะใช้แบบจำลองนี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพยาปฏิชีวนะที่มีอยู่ ตลอดจนพัฒนายาปฏิชีวนะชนิดใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเรียนรู้เชิงลึกเพิ่มเติมในทุกขั้นตอนของการพัฒนายาปฏิชีวนะตั้งแต่การค้นพบไปจนถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพและความเป็นพิษผ่านการปรับเปลี่ยนส่วนผสมของยาและเคมีทางยาจะมีบทบาท เกมที่สำคัญอย่างยิ่ง