Sztuczna inteligencja odkryła genialny antybiotyk

Naukowcy z Instytutu Technologii w Massachusetts (MIT) stworzyli model komputerowy, który jest w stanie przebadać sto milionów związków chemicznych w ciągu kilku dni, aby wykryć nowy antybiotyk, który zabija bakterie.

- Chcieliśmy opracować platformę, która pozwoliłaby nam wykorzystać moc sztucznej inteligencji, aby zapoczątkować nową erę odkrywania leków antybiotykowych - powiedział James Collins, profesor w Instytucie Inżynierii Medycznej i Nauki MIT. - Dzięki takiemu podejściu udało się ujawnić tę niesamowitą cząsteczkę, która jest prawdopodobnie jednym z najsilniejszych odkrytych dotąd antybiotyków - dodał.

Naukowcy opracowali modele komputerowe do uczenia maszynowego i wyszkolili je tak, by analizowały struktury molekularne związków chemicznych i łączyły je pod względem zdolności do zabijania bakterii. Udało się to dzięki temu, że taki program może w krótkim czasie badać wiele związków chemicznych, w przeciwieństwie do tradycyjnych metod badawczych.

Halicyna na część "Odysei kosmicznej"

Zaczęło się od tego, że naukowcy zaprogramowali model komputerowy tak, aby wyszukiwał cząsteczki chemiczne, które są najbardziej skuteczne w zwalczaniu bakterii E.Coli. Program zbadał około 2500 cząsteczek, w tym 1700 leków i 800 substancji naturalnych. Potem przeanalizował 6 tys. innych leków i tak wybrał jeden z nich, który ma najsilniejsze działanie antybakteryjne, ale inną strukturę niż istniejące antybiotyki. Ma też niską toksyczność dla organizmu człowieka.

Nowy antybiotyk naukowcy nazwali halicyną, nawiązując w ten sposób do filmu „2001: Odyseja kosmiczna”. Po przetestowaniu leku na wyizolowanych od pacjentów szczepach bakteryjnych hodowanych w laboratoriach, okazało się, że jest on w stanie zabić wiele bakterii odpornych na leczenie, w tym E.Coli. Ponadto E.Coli nie rozwinęło odporności na halicynę podczas 30-dniowego leczenia, tak jak jest w przypadku innych antybiotyków dostępnych na rynku.  

Potem zbadano skuteczność halicyny na zwierzętach, wykorzystując ją do leczenia myszy zakażonych A. Baumanii - bakterią, która zainfekowała wielu żołnierzy amerykańskich stacjonujących w Iraku i Afganistanie. Infekcja, odporna dotąd na wszystkie znane antybiotyki, zniknęła w ciągu 24 godz. po zastosowaniu u myszy maści zawierającej halicynę.

Czytaj także: Sztuczna inteligencja wesprze Wikipedię

Naukowcy odkryli też inne antybiotyki

Po zidentyfikowaniu halicyny naukowcy wykorzystali swój model do przeszukania ponad 100 milionów cząsteczek z bazy 1,5 miliarda związków chemicznych. Po badaniu, które trwało zaledwie trzy dni, udało się odkryć 23 nowych antybiotyków, które mają silne działanie, ale nie są toksyczne dla człowieka. Nowe leki będą teraz poddane testom.

W ostatnich kilku dziesięcioleciach opracowano niewiele nowych antybiotyków, a większość z tych, które się pojawiły, to warianty istniejących już leków.

- Stoimy w obliczu narastającego kryzysu związanego z opornością na antybiotyki, a sytuację tę generuje zarówno rosnąca liczba patogenów opornych na istniejące antybiotyki, jak i słabość branży farmaceutycznej w zakresie badań nad nowymi antybiotykami - podkreśla profesor Collins.

Naukowcy z MIT będą kontynuować badania nad halicyną we współpracy z firmą farmaceutyczną lub organizacją non-profit, mając nadzieję na zastosowanie jej w leczeniu ludzi.

Czytaj także: Reuters stworzył wirtualnego prowadzącego wiadomości sportowe