Το AI απειλεί το υπερμικρόβιο με τον εντοπισμό ισχυρών αντιβιοτικών

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Τα νευρωνικά δίκτυα βοήθησαν τους επιστήμονες να αναπτύξουν ένα αντιβιοτικό ικανό να καταπολεμά ένα εξαιρετικά ανθεκτικό υπερμικροβιακό που βρίσκεται συνήθως στα νοσοκομεία.

Το σφάλμα ονομάζεται Acinetobacter baumannii και είναι ύπουλο.

"Acinetobacter μπορεί να επιβιώσει στα πόμολα και τον εξοπλισμό του νοσοκομείου για μια εβδομάδα ή περισσότερο και μπορεί να προσλάβει γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά από το περιβάλλον του.» είπε Jonathan Stokes, επίκουρος καθηγητής βιοχημείας και βιοϊατρικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο McMaster. «Είναι πολύ συνηθισμένο τώρα να βρίσκεις Α. Baumannii απομονώσεις που είναι ανθεκτικές σχεδόν σε κάθε αντιβιοτικό».

Ο Stokes και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο McMaster και το MIT στράφηκαν στην τεχνητή νοημοσύνη για να εντοπίσουν ενώσεις που μπορούν να καταπολεμήσουν το μικρόβιο. Αρχικά, εξέθεσαν 7,500 διαφορετικά μόρια σε ένα στέλεχος βακτηρίων που αναπτύχθηκε σε ένα εργαστηριακό πιάτο για να δουν αν θα εμπόδιζαν την ανάπτυξή του. Χρησιμοποίησαν αυτό το σύνολο δεδομένων για να εκπαιδεύσουν έναν ταξινομητή μηχανικής μάθησης για να μάθουν ποια χημικά χαρακτηριστικά σε ενώσεις προκαλούν θλίψη στα βακτήρια.

Το μοντέλο χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για να αναλυθεί ένα νέο σύνολο δεδομένων που περιλαμβάνει 6,680 ενώσεις που δεν είχε δει πριν, για να προβλέψει εάν θα μπορούσαν να παράγουν πολλά υποσχόμενα αντιβιοτικά.

The software – developed from MIT’s open source chemprop – εντόπισαν εκατοντάδες υποψηφίους σε μόλις δύο ώρες χρόνου εκτέλεσης και οι ερευνητές επέλεξαν 240 για περαιτέρω πειράματα.

Αυτή η διαδικασία τελικά παρήγαγε εννέα υποψήφια αντιβιοτικά, με μια ένωση που ονομάζεται «abaucin» που βρέθηκε να είναι η πιο αποτελεσματική κατά Α. Baumannii.

Το Abaucin είχε μελετηθεί προηγουμένως ως πιθανό φάρμακο για τον διαβήτη. Τώρα έχει επισημανθεί ως α Α. Baumannii-κυνηγός που επιτίθεται επιλεκτικά στο superbug.

Τα αρχικά πειράματα με αβαουκίνη σε ποντίκια έδειξαν ότι θα μπορούσε να καταστείλει τις μολύνσεις των πληγών που προκαλούνται από το Α. Baumannii. Τα αποτελέσματα ήταν δημοσιεύθηκε σε ένα Nature Chemistry Biology χαρτί την Πέμπτη.

Οι ερευνητές σημείωσαν ότι η αμπουκίνη δεν είναι τόσο αποτελεσματική όσο τα συμβατικά αντιβιοτικά, αλλά επειδή Α. Baumannii έχει αναπτύξει αντοχή σε κοινές θεραπείες, η ένωση που προσδιορίζεται από την τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια νέα κατηγορία αντιβιοτικών για τη στόχευση του μικροβίου.

«Όλα τα πειραματικά μας δεδομένα υποδηλώνουν ότι η αμπουκίνη αναστέλλει μια βιολογική διαδικασία Ένα baumannii ονομάζεται διακίνηση λιποπρωτεϊνών, ο οποίος είναι ένας ασυνήθιστος μηχανισμός μεταξύ των σημερινών αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται στην κλινική», είπε ο Στόουκς Το μητρώο. «Είμαστε επί του παρόντος επικεντρωμένοι στην κατασκευή δομικών αναλόγων του αμπαουκίνη για να βελτιστοποιήσουμε τις φαρμακευτικές του ιδιότητες για να μεγιστοποιήσουμε τις πιθανότητες η αμπουκίνη – ή ένα ανάλογο της αμπουκίνης – να γίνει κλινικό αντιβιοτικό για την καταπολέμηση Ένα baumannii λοιμώξεις».

Είπε ότι τα πειράματα δείχνουν ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την ανακάλυψη φαρμάκων. «Μπορούμε να δείξουμε σε αυτά τα μοντέλα τεράστιο αριθμό χημικών ουσιών και τα μοντέλα να μας πουν μετά ποιες χημικές ουσίες έχουν την ιδιότητα που μας ενδιαφέρει. Στη συνέχεια, μπορούμε να επικεντρώσουμε τον χρόνο και τους πόρους μας στον πειραματισμό στα πιο πολλά υποσχόμενα χημικά όπως προτείνεται από το μοντέλο AI. Το AI κάνει προτάσεις. Οι άνθρωποι παίρνουν αποφάσεις», μας είπε.

James Collins, συν-συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής ιατρικής μηχανικής που ηγείται της κλινικής Abdul Latif Jameel του MIT για τη Μηχανική Μάθηση στην Υγεία, σύμφωνος σε μια δήλωση: «Οι προσεγγίσεις της τεχνητής νοημοσύνης στην ανακάλυψη ναρκωτικών είναι εδώ για να μείνουν και θα συνεχίσουν να βελτιώνονται. Γνωρίζουμε ότι τα αλγοριθμικά μοντέλα λειτουργούν, τώρα είναι θέμα ευρείας υιοθέτησης αυτών των μεθόδων για την ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών πιο αποτελεσματικά και λιγότερο δαπανηρά». ®