Leki i suplementyNowinki ze świata zdrowia

Silny antybiotyk po raz pierwszy odkryty za pomocą uczenia maszynowego

antybiotyk, strzykawka

Zespól z Massachusetts Institute of Technology (MIT) przy pomocy sztucznej inteligencji odkrył nowy, silny antybiotyk. Substancja otrzymała nazwę halicyna, na cześć bohatera „2001: Odysei kosmicznej”: komputera HAL 9000.

Antybiotykooporność

Odporność na antybiotyki powstaje, gdy drobnoustroje mutują i ewoluują, by ominąć mechanizmy wykorzystywane przez leki. Jak ostrzega raport O’Neill rządu Camerona, bez nowych antybiotyków, do walki z tym zjawiskiem do 2050 roku 10 milionów ludzi byłoby zagrożonych niemożliwymi do zwalczenia chorobami.

Lek działa w inny sposób niż istniejące środki antybakteryjne i jest pierwszym, który powstał w wyniku zaprzęgnięcia do pracy sztucznej inteligencji. Testy wykazały, że środek zniszczył szereg szczepów bakterii odpornych na antybiotyki, w tym dwa z trzech patogenów uważanych przez Światową Organizację Zdrowia za najbardziej niebezpieczne: Acinetobacter baumannii i Enterobacteriaceae.

Jak mówi Regina Barzilay, starszy badacz projektu i specjalista w dziedzinie uczenia maszynowego w MIT, to pierwszy raz, kiedy antybiotyk odkryto w taki sposób. „Myślę, że jest to jeden z najsilniejszych antybiotyków, jaki do tej pory został odkryty” – dodał James Collins, bioinżynier z zespołu w MIT. „Ma niezwykłą aktywność przeciwko szerokiej gamie patogenów opornych na antybiotyki.”

Czym jest uczenie maszynowe?

W skrócie, uczenie maszynowe polega na dopasowywaniu przez sztuczną sieć, na podstawie tysięcy przykładów, parametrów tak, by najlepiej wykonać określone zadanie. Aby wynaleźć nowy lek naukowcy najpierw wytrenowali algorytm „głębokiego uczenia” tak, by identyfikował cząsteczki zabijające bakterie.

W tym celu badacze wprowadzili do programu informacje o cechach molekularnych i atomowych ponad 2500 związków chemicznych i naturalnych oraz sposobie, w jaki dana substancja uporała się z bakterią E. coli. W następnym kroku algorytm przeszukał bazę około 6000 substancji o działaniu leczniczym. Chodziło o znalezienie związku, który działa bakteriobójczo, ale jego chemiczna struktura jest odmienna od istniejących antybiotyków. I taka cząsteczka się znalazła, właśnie halicyna, wcześniej testowana jako potencjalny lek na cukrzycę.

Superantybiotyk

Badania w laboratorium

Naukowcy sprawdzili działanie substancji na szereg antybiotykoopornych szczepów bakterii, w tym wywołujących gruźlicę. Halicyna pokonała:

  • Mycobacterium tuberculosis, odpowiedzialną za gruźlicę,
  • drobnoustroje ze szczep Enterobacteriaceae, odporne na uważane za ostateczność karbapenemy,
  • C difficile,
  • Acinetobacter baumannii.

Żeby znaleźć kolejne takie związki, naukowcy kazali sztucznej inteligencji przeszukać bazę 1,5 miliarda cząsteczek. Trzy dni później program wskazał listę 23 potencjalnych antybiotyków, z których dwa budzą szczególne nadzieje. Użycie algorytmu umożliwiło pominięcie żmudnego i długotrwałego etapu wyszukiwania substancji i testowania ich w laboratorium. Przeprowadzenie tych badań w komputerze redukuje także koszty, jak zauważył Jonathan Stokes, pierwszy autor badania.

Nadzieje

Badacze zamierzają teraz użyć sztucznej inteligencji do znalezienia antybiotyków bardziej selektywnie zwalczających patogeny. Oznaczałoby to, że lek zabije tylko bakterie chorobotwórcze, a nie wszystkie, wraz z tymi dobrymi żyjącymi w jelitach. Jeszcze ambitniejszy jest plan wynalezienia za pomocą algorytmu zupełnie nowych antybiotyków.

Prace naukowców z MIT docenił Jacob Durrant, opracowujący komputerowo leki na uniwersytecie w Pittsburghu. „Biorąc pod uwagę standardowe koszty opracowywania leków, zarówno pod względem czasowym, jak i finansowym, każda metoda, która może przyspieszyć ich odkrywanie na wczesnym etapie, ma znaczenie”- powiedział.

Źródło:

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.