L'intelligenza artificiale minaccia il superbatterio identificando un potente antibiotico

Ripubblicato da Platone

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Le reti neurali hanno aiutato gli scienziati a sviluppare un antibiotico in grado di combattere un superbatterio altamente resistente che si trova comunemente negli ospedali.

Il bug è chiamato Acinetobacter baumannii ed è insidioso.

"Acinetobacter può sopravvivere sulle maniglie delle porte e sulle attrezzature degli ospedali per una settimana o più e può assorbire i geni della resistenza agli antibiotici dal suo ambiente " disse Jonathan Stokes, assistente professore di biochimica e scienze biomediche alla McMaster University. “Ora è molto comune trovarli A. baumannii isolati resistenti a quasi tutti gli antibiotici”.

Stokes e i suoi colleghi della McMaster University e del MIT si sono rivolti all'intelligenza artificiale per identificare i composti in grado di combattere il microbo. In primo luogo, hanno esposto 7,500 molecole diverse a un ceppo di batteri cresciuti in un piatto di laboratorio per vedere se ne avrebbero inibito la crescita. Hanno usato quel set di dati per addestrare un classificatore di apprendimento automatico per apprendere quali caratteristiche chimiche nei composti hanno causato dolore ai batteri.

Il modello è stato quindi utilizzato per analizzare un nuovo set di dati comprendente 6,680 composti che non aveva mai visto prima, per prevedere se potessero produrre antibiotici promettenti.

Il software – sviluppato dall'open source del MIT chemprop – ha identificato centinaia di candidati in sole due ore di esecuzione e i ricercatori ne hanno scelti 240 per ulteriori esperimenti.

Quel processo alla fine ha prodotto nove antibiotici candidati, con un composto chiamato "abaucin" che è risultato essere il più efficace contro A. baumannii.

Abaucin è stato precedentemente studiato come un potenziale farmaco per il diabete. Ora è etichettato come a A. baumannii-hunter che attacca selettivamente il superbatterio.

I primi esperimenti con abaucina sui topi hanno mostrato che potrebbe sopprimere le infezioni delle ferite causate dal A. baumannii. I risultati sono stati pubblicato in un Biologia chimica della natura giornale di giovedì.

I ricercatori hanno notato che l'abaucina non è efficace quanto gli antibiotici convenzionali, ma perché A. baumannii ha sviluppato resistenza ai trattamenti comuni, il composto identificato da AI potrebbe rappresentare una nuova classe di antibiotici per colpire il bug.

"Tutti i nostri dati sperimentali suggeriscono che l'abaucin inibisce un processo biologico in A Baumannii chiamato traffico di lipoproteine, che è un meccanismo non comune tra gli attuali antibiotici usati in clinica”, ha detto Stokes Il registro. "Attualmente siamo concentrati sulla creazione di analoghi strutturali dell'abaucina per ottimizzare le sue proprietà medicinali per massimizzare le possibilità che l'abaucina - o un analogo dell'abaucina - possa diventare un antibiotico clinico per combattere A Baumannii infezioni”.

Ha detto che gli esperimenti dimostrano che l'intelligenza artificiale può essere un potente strumento per la scoperta di farmaci. “Possiamo mostrare a questi modelli un gran numero di sostanze chimiche e i modelli poi ci dicono quali sostanze chimiche hanno la proprietà che ci interessa. Possiamo quindi concentrare il nostro tempo e le nostre risorse sulla sperimentazione delle sostanze chimiche più promettenti, come suggerito dal modello AI. L'intelligenza artificiale dà suggerimenti. Gli esseri umani prendono decisioni", ci ha detto.

James Collins, coautore dello studio e professore di ingegneria medica alla guida della Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health del MIT, concordato in una dichiarazione: “Gli approcci AI alla scoperta di farmaci sono qui per restare e continueranno a essere perfezionati. Sappiamo che i modelli algoritmici funzionano, ora si tratta di adottare ampiamente questi metodi per scoprire nuovi antibiotici in modo più efficiente e meno costoso». ®