AI Menaces Superbug By Identifying Potent Antibiotic

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Neurale netwerken hebben wetenschappers geholpen een antibioticum te ontwikkelen dat in staat is een zeer resistente superbacterie te bestrijden die veel voorkomt in ziekenhuizen.

De bug wordt genoemd Acinetobacter baumannii en het is verraderlijk.

"Acinetobacter kan een week of langer overleven op deurknoppen en apparatuur van ziekenhuizen en kan antibioticaresistentiegenen uit zijn omgeving opnemen, " zei Jonathan Stokes, assistent-professor biochemie en biomedische wetenschappen aan de McMaster University. “Het is nu heel gewoon om te vinden A. baumannii isolaten die resistent zijn tegen bijna elk antibioticum.”

Stokes en zijn collega's van McMaster University en MIT wendden zich tot AI om verbindingen te identificeren die de microbe kunnen bestrijden. Eerst stelden ze 7,500 verschillende moleculen bloot aan een bacteriestam die in een laboratoriumschaal was gegroeid om te zien of ze de groei ervan zouden remmen. Ze gebruikten die dataset om een machine learning-classificator te trainen om te leren welke chemische kenmerken in verbindingen de bacteriën verdriet deden.

Het model werd vervolgens gebruikt om een nieuwe dataset te analyseren, bestaande uit 6,680 verbindingen die het nog niet eerder had gezien, om te voorspellen of ze veelbelovende antibiotica zouden kunnen maken.

The software – developed from MIT’s open source chemprop – identified hundreds of candidates in just two hours of runtime, and the researchers chose 240 for further experiments.

Dat proces leverde uiteindelijk negen kandidaat-antibiotica op, waarvan een stof genaamd "abaucin" het meest effectief bleek te zijn A. baumannii.

Abaucin werd eerder bestudeerd als een mogelijk medicijn tegen diabetes. Nu is het getagd als een A. baumannii-jager die selectief de superbug aanvalt.

Eerste experimenten met abaucin op muizen toonden aan dat het wondinfecties veroorzaakt door de abaucine kon onderdrukken A. baumannii. De resultaten waren gepubliceerde een Natuur Chemische biologie krant op donderdag.

De onderzoekers merkten op dat abaucin niet zo effectief is als conventionele antibiotica, maar omdat A. baumannii resistentie heeft ontwikkeld tegen gangbare behandelingen, zou de door AI geïdentificeerde verbinding een nieuwe klasse antibiotica kunnen vertegenwoordigen om de bug aan te pakken.

"Al onze experimentele gegevens suggereren dat abaucin een biologisch proces in remt Een baumannii genaamd lipoproteïnehandel, wat een ongewoon mechanisme is onder de huidige antibiotica die in de kliniek worden gebruikt, "vertelde Stokes Het register. “We zijn momenteel gefocust op het maken van structurele analogen van abaucine om de geneeskrachtige eigenschappen ervan te optimaliseren en de kansen te maximaliseren dat abaucine – of een analoog van abaucine – een klinisch antibioticum kan worden om Een baumannii infecties.”

Hij zei dat de experimenten aantonen dat AI een krachtig hulpmiddel kan zijn voor het ontdekken van medicijnen. “We kunnen deze modellen enorme aantallen chemicaliën laten zien en de modellen vertellen ons vervolgens welke chemicaliën de eigenschap hebben waar we om geven. We kunnen dan onze tijd en middelen richten op het experimenteren met de meest veelbelovende chemicaliën, zoals gesuggereerd door het AI-model. AI doet suggesties. Mensen nemen beslissingen', vertelde hij ons.

James Collins, co-auteur van de studie en een professor in medische technologie die MIT's Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health leidt, afgesproken in een verklaring: “AI-benaderingen voor het ontdekken van geneesmiddelen zijn er om te blijven en zullen verder worden verfijnd. We weten dat algoritmische modellen werken, nu is het een kwestie van deze methoden breed toepassen om nieuwe antibiotica efficiënter en goedkoper te ontdekken.” ®