Czy potrafisz sobie wyobrazić, że stworzone przez człowieka algorytmy będą naszymi sprzymierzeńcami w walce z jednym z największych zagrożeń dla zdrowia publicznego? To już nie jest przyszłość, ale rzeczywistość. Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję (AI) do odkrycia nowego antybiotyku, który ma potencjał do pokonania śmiertelnej superbakterii, czyli bakterii odpornej na wiele antybiotyków, a przez to trudnej do zniszczenia w organizmie.
Acinetobacter Baumannii, czyli bakteria, którą World Health Organization (WHO) sklasyfikowała jako "krytyczne" zagrożenie wśród jej "priorytetowych patogenów", została teraz pokonana za pomocą antybiotyku odkrytego dzięki AI. Bakterie te są znane z wielotorowej oporności na antybiotyki, a także przekazywania jej innym bakteriom. Acinetobacter Baumannii jest szczególnie niebezpieczna w szpitalach, domach opieki i wśród pacjentów wymagających wentylatorów i cewników do krwi, a także tych, którzy mają otwarte rany po operacjach.
Badanie opublikowane w piśmie „Nature Chemical Biology” ujawniło, że grupa naukowców z McMaster University i Massachusetts Institute of Technology użyła AI do cyfrowego skanowania budowy chemicznej tysięcy potencjalnych molekuł przeciwbakteryjnych w celu przewidzenia nowych struktur. Po przeszkoleniu modelu sztucznej inteligencji, naukowcy wykorzystali go do analizy 6680 związków, które wcześniej nie zostały mu przedstawione. Analiza trwała półtorej godziny i zakończyła się identyfikacją kilkuset związków. Z tych 240 zostało przetestowanych w laboratorium, co ostatecznie ujawniło dziewięć potencjalnych antybiotyków. W wyniku tego skanowania AI, naukowcy zidentyfikowali nowy związek przeciwbakteryjny, któremu dali nazwę „Abaucin”. Bez programu komputerowego typu sztucznej inteligencji wszystkie te związki trzeba by było sprawdzać „ręcznie”, co zajęłoby mnóstwo czasu i zasobów laboratoryjnych.
Kolejne testy na modelu myszy pokazały, że nowa cząsteczka potrafiła stłumić infekcję w zakażonych ranach. "Ta praca potwierdza korzyści z wykorzystania uczenia maszynowego w poszukiwaniu nowych antybiotyków" - powiedział Jonathan Stokes, asystent profesora na wydziale biomedycyny i biochemii McMaster University, który pomógł prowadzić badanie. "Dzięki AI możemy szybko eksplorować ogromne obszary przestrzeni chemicznej, znacząco zwiększając szanse na odkrycie fundamentalnie nowych cząsteczek przeciwbakteryjnych".
To badanie to przełomowy krok w obszarze zwalczania oporności na antybiotyki. Oporność na nie staje się coraz większym problemem na całym świecie, a WHO opublikowała listę "priorytetowych patogenów" tych najbardziej opornych, które stanowią największe zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Acinetobacter Baumannii jest jednym z nich i stanowi szczególne zagrożenie w szpitalach, domach opieki i wśród pacjentów, którzy wymagają urządzeń takich jak wentylatory i cewniki do krwi.
Zastosowanie sztucznej inteligencji w badaniach nad antybiotykami otwiera nowe możliwości dla nauki i medycyny. Znacznie zwiększa efektywność procesu odkrywania leków, umożliwiając analizę tysięcy związków chemicznych w znacznie krótszym czasie, niż byłoby to możliwe przy użyciu tradycyjnych metod. Co więcej, AI jest w stanie przewidzieć struktury chemiczne, które mogą mieć właściwości przeciwbakteryjne, co jest niezwykle cennym narzędziem w walce z opornością na antybiotyki. Gdy da się jej odpowiednie informacje i instrukcje, program taki szuka budowy geometrycznej związku chemicznego, który spełniałby odpowiednie kryteria i działał przeciwbakteryjnie.
Chociaż jest to ważne odkrycie, dalsze badania są konieczne, aby potwierdzić skuteczność „Abaucinu” na większą skalę i zrozumieć, jak najlepiej wykorzystać ten antybiotyk w praktyce klinicznej.
Literatura:
Powyższy artykuł powstał wyłącznie w celach informacyjnych i nie jest reklamą. Nie ponosimy żadnych korzyści finansowych, ani innych korzyści związanych z jego publikacją.
Autor: Michał Wiktorowicz
