Sztuczna inteligencja po raz pierwszy znajduje nowy, skuteczny antybiotyk

Sztuczna inteligencja (AI) okazała się przydatnym sprzymierzeńcem w walce z opornością na antybiotyki . Potężny antybiotyk, który jest nawet w stanie zabijać superbakterie, został odkryty dzięki algorytmowi machine learning.

Naukowcy z MIT wykorzystali nowatorski algorytm do przeszukania ogromnego cyfrowego archiwum ponad 100 milionów związków chemicznych i wykrycia tych, które byłyby w stanie zabić bakterie przy użyciu innych mechanizmów niż istniejące leki. 

Podana w czasopiśmie Cell metoda ta zwróciła uwagę na cząsteczkę, która wydaje się mieć pewne naprawdę niezwykłe właściwości antybiotyczne. 

W badaniach na myszach halicyna (tak cząsteczkę nazwali naukowcy) skutecznie zwalczała gruźlicę i lekooporne Enterobacteriaceae, rodzinę bakterii obejmującą E. coli i Salmonellę . Okazał się także niezwykle skuteczny przeciwko Clostridium difficile , „robakowi żołądka”, którym często zarażali się pacjenci szpitali i inne bakterie oporne na leki, które mogą powodować infekcje krwi, dróg moczowych i płuc. 

„Nasze podejście ujawniło tę niesamowitą cząsteczkę, która jest prawdopodobnie jednym z najpotężniejszych antybiotyków, które zostały odkryte”, James Collins, termeer profesor inżynierii medycznej i nauki w MIT Institute for Medical Engineering and Science (IMES) i Department of Biological Engineering, powiedział w oświadczeniu . 

Co najdziwniejsze, ten silny antybiotyk jest strukturalnie niepodobny do żadnego innego antybiotyku widzianego wcześniej. Gdyby to były tylko ludzie, jest bardzo prawdopodobne, że ten antybiotyk w ogóle nie zostałby odkryty, ponieważ wygląda tak nietypowo. 

„Ta przełomowa praca oznacza zmianę paradygmatu w odkrywaniu antybiotyków, a nawet w odkrywaniu leków bardziej ogólnie”, dodał Roy Kishony, profesor biologii i informatyki w Technion (Izraelski Instytut Technologii), który nie był zaangażowany w badanie. 

Po sukcesie halicyny zespół wrócił do bazy danych i wykorzystał algorytm AI do wykrycia większej liczby potencjalnych kandydatów. W ciągu zaledwie trzech dni zidentyfikowano 23 kandydatów, którzy byli strukturalnie niepodobni do istniejących antybiotyków i nietoksyczni dla ludzkich komórek. Późniejsze testy wykazały, że co najmniej osiem z tych cząsteczek miało właściwości przeciwbakteryjne, a dwie były szczególnie silne.

Wszyscy ci kandydaci mogą okazać się nieocenionym narzędziem do walki ze wspaniałymi lekami i infekcjami opornymi na antybiotyki. Z powodu nadużywania antybiotyków niektóre potencjalnie niebezpieczne bakterie rozwinęły oporność na leki, co czyni je niezwykle trudnymi w leczeniu. Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom szacują obecnie, że co najmniej 2,8 miliona ludzi co roku dostaje infekcję oporną na antybiotyki każdego roku w Stanach Zjednoczonych, a ponad 35 000 osób umiera z tego powodu. To trend, który nieustanie w najbliższym czasie, gdy coraz więcej bakterii zyskuje oporność na konwencjonalne leki. 

Na szczęście, jak pokazują te badania, sztuczna inteligencja może pomóc badaczom w poszerzeniu naszego arsenału antybiotyków i powstrzymanie tego problemu .