Модель на основе искусственного интеллекта помогла ученым разработать антибиотик против высокостойкой супербактерии, обычно встречающейся в больницах и возбуждающей до 80% инфекций.
Модель на основе искусственного интеллекта помогла ученым разработать антибиотик против высокостойкой супербактерии, обычно встречающейся в больницах и возбуждающей до 80% инфекций.
По словам Джонатана Стоукса, доцента кафедры биохимии и биомедицинских наук Университета Макмастера, бактерия Acinetobacter baumannii обычно находится на дверных ручках и оборудовании больниц и живет в течение недели или дольше.
«Сейчас очень часто можно найти изоляты A. baumannii, устойчивые почти ко всем антибиотикам», — акцентировал ученый.
Стоукс и его коллеги из Университета Макмастера и Массачусетского технологического института обратились в ШИ, чтобы определить соединения, которые могут бороться с микробом. Во-первых, они подвергли 7500 различных молекул штамма бактерий, выращенных в лабораторной посуде, чтобы увидеть, будут ли они подавлять их рост. Они использовали этот набор данных, чтобы научить классификатор машинного обучения распознавать химические свойства в соединениях, уничтожающих бактерии.
Затем модель была использована для анализа нового набора данных, включающего 6680 соединений, которых она раньше не видела, чтобы предположить, могут ли они стать перспективными антибиотиками.
Программное обеспечение определило сотни кандидатов всего за два часа работы, и исследователи выбрали 240 для дальнейших экспериментов.
Этот процесс в конце концов создал девять видов антибиотиков, причем соединение под названием «Абауцин» оказалось самым эффективным против A. baumannii.
«Абауцин» ранее изучался как потенциальный препарат для диабета. Теперь он обозначен как A. baumannii-hunter, избирательно атакующий супербактерию.
Первоначальные эксперименты с «Абауцином» на мышах показали, что он может ингибировать раневые инфекции, вызванные A. baumannii. Результаты были опубликованы в статье Nature Chemical Biology в четверг.
Исследователи отметили, что «Абауцин» не столь эффективен, как обычные антибиотики, но поскольку A. baumannii развил устойчивость к обычным методам лечения, соединение, идентифицированное искусственным интеллектом, может представлять новый класс антибиотиков для борьбы с болезнью.
«Все наши экспериментальные данные свидетельствуют о том, что „Абауцин“ угнетает биологический процесс в A baumannii, называемый торговлей липопротеинами, что является необычным механизмом среди нынешних антибиотиков, используемых в клинике», — сказал Стоукс The Register.
Ученый сообщил, что ученые сосредоточены на создании структурных аналогов «Абауцина», чтобы оптимизировать его лечебные свойства и максимизировать шансы того, что «Абауцин» или его аналог станет клиническим антибиотиком для борьбы с инфекциями, вызванными A baumannii.
Стоукс сказал, что эксперименты демонстрируют действие ИИ, которое может являться мощным инструментом для открытия лекарств. По его словам, ученые могут показать нейросетям огромное количество химических веществ, а затем модели укажут на химические вещества, обладающие интересующими их свойствами. Это позволит ученым сосредоточить свое время и ресурсы на экспериментировании с наиболее перспективными химическими веществами, как предлагает модель.
«ИИ делает предложения, люди принимают решения», — сказал Стоукс.
Джеймс Коллинз, соавтор исследования и профессор медицинской инженерии, руководитель клиники машинного обучения в области здравоохранения имени Абдула Латифа Джамиля Массачусетского технологического института, согласился в заявлении: «Подходы искусственного интеллекта к открытию лекарства остаются и будут совершенствоваться. Мы знаем, что алгоритмические модели работают, теперь это вопрос широкого внедрения этих методов, чтобы открывать новые антибиотики более эффективно и дешевле».
