Модель на основі штучного інтелекту допомогла вченим розробити антибіотик проти високостійкої супербактерії, яка зазвичай трапляється в лікарнях та збуджує до 80% інфекцій.
Модель на основі штучного інтелекту допомогла вченим розробити антибіотик проти високостійкої супербактерії, яка зазвичай трапляється в лікарнях та збуджує до 80% інфекцій.
За словами Джонатана Стоукса, доцента кафедри біохімії та біомедичних наук Університету Макмастера, бактерія Acinetobacter baumannii зазвичай міститься на дверних ручках та обладнанні лікарень і живе протягом тижня або довше.
«Зараз дуже часто можна знайти ізоляти A. baumannii, стійкі майже до всіх антибіотиків», — акцентував учений.
Стоукс і його колеги з Університету Макмастера та Массачусетського технологічного інституту звернулися до ШІ, щоби визначити сполуки, які можуть боротися з мікробом. По-перше, вони піддали 7500 різних молекул штаму бактерій, вирощених у лабораторному посуді, щоби побачити, чи будуть вони пригнічувати їхній ріст. Вони використовували цей набір даних, щоби навчити класифікатор машинного навчання розпізнавати хімічні властивості в сполуках, які знищують бактерії.
Потім модель була використана для аналізу нового набору даних, що включає 6680 сполук, яких вона раніше не бачила, щоб передбачити, чи можуть вони стати перспективними антибіотиками.
Програмне забезпечення визначило сотні кандидатів лише за дві години роботи, і дослідники вибрали 240 для подальших експериментів.
Цей процес зрештою створив дев’ять видів антибіотиків, причому сполука під назвою «Абауцин» виявилася найефективнішою проти A. baumannii.
«Абауцин» раніше вивчався як потенційний препарат для діабету. Тепер він позначений як A. baumannii-hunter, який вибірково атакує супербактерію.
Початкові експерименти з «Абауцином» на мишах показали, що він може пригнічувати ранові інфекції, викликані A. baumannii. Результати були опубліковані в статті Nature Chemical Biology в четвер.
Дослідники відзначили, що «Абауцин» не такий ефективний, як звичайні антибіотики, але оскільки A. baumannii розвинув стійкість до звичайних методів лікування, сполука, ідентифікована штучним інтелектом, може представляти новий клас антибіотиків для боротьби з хворобою.
«Усі наші експериментальні дані свідчать про те, що „Абауцин“ пригнічує біологічний процес в A baumannii, званий торгівлею ліпопротеїнами, що є незвичайним механізмом серед нинішніх антибіотиків, які використовуються в клініці», — сказав Стоукс The Register.
Учений повідомив, що наразі науковці зосереджені на створенні структурних аналогів «Абауцину», щоб оптимізувати його лікувальні властивості та максимізувати шанси того, що «Абауцин» або його аналог стане клінічним антибіотиком для боротьби з інфекціями, викликаними A baumannii.
Стоукс сказав, що експерименти демонструють дію ШІ, який може бути потужним інструментом для відкриття ліків. За його словами, учені можуть показати нейромережам величезну кількість хімічних речовин, а потім моделі вкажуть на хімічні речовини, що мають властивості, які їх цікавлять. Це дасть можливість ученим зосередити свій час і ресурси на експериментуванні з найперспективнішими хімічними речовинами, як пропонує модель.
«ШІ робить пропозиції, люди ухвалюють рішення», — сказав Стоукс.
Джеймс Коллінз, співавтор дослідження та професор медичної інженерії, керівник клініки машинного навчання в галузі охорони здоров’я імені Абдула Латіфа Джаміля Массачусетського технологічного інституту, погодився в заяві: «Підходи штучного інтелекту до відкриття ліків залишаються й будуть вдосконалюватися. Ми знаємо, що алгоритмічні моделі працюють, тепер це питання широкого впровадження цих методів, щоби відкривати нові антибіотики ефективніше та дешевше».
