AI Menaces Superbug By Identifying Potent Antibiotic

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Sieci neuronowe pomogły naukowcom w opracowaniu antybiotyku zdolnego do zwalczania wysoce opornych superbakterii powszechnie spotykanych w szpitalach.

Bug się nazywa Acinetobacter baumannii i to jest podstępne.

"Acinetobacter może przetrwać na klamkach i sprzęcie szpitalnym przez tydzień lub dłużej i może pobierać geny oporności na antybiotyki ze swojego środowiska” powiedziany Jonathan Stokes, adiunkt biochemii i nauk biomedycznych na McMaster University. „Teraz bardzo często można to znaleźć A. baumannii izolatów, które są oporne na prawie każdy antybiotyk”.

Stokes i jego koledzy z McMaster University i MIT zwrócili się do sztucznej inteligencji, aby zidentyfikować związki, które mogą zwalczać drobnoustroje. Najpierw wystawili 7,500 różnych molekuł na działanie szczepu bakterii hodowanego na szalce laboratoryjnej, aby sprawdzić, czy zahamują one jego wzrost. Wykorzystali ten zestaw danych do wyszkolenia klasyfikatora uczenia maszynowego, aby dowiedzieć się, jakie cechy chemiczne w związkach przysparzają bakteriom smutku.

Model został następnie wykorzystany do analizy nowego zestawu danych zawierającego 6,680 związków, których wcześniej nie widział, w celu przewidzenia, czy mogą one tworzyć obiecujące antybiotyki.

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.

W wyniku tego procesu ostatecznie wyprodukowano dziewięć antybiotyków kandydujących, przy czym związek o nazwie „abaucyna” okazał się najskuteczniejszy przeciwko A. baumannii.

Abaucyna była wcześniej badana jako potencjalny lek na cukrzycę. Teraz jest oznaczony jako A. baumannii-łowca, który wybiórczo atakuje superbakterię.

Wstępne eksperymenty z abaucyną na myszach wykazały, że może ona tłumić infekcje ran wywołane przez A. baumannii. Wyniki były opublikowany w Nature Chemical Biology papier w czwartek.

Naukowcy zauważyli, że abaucyna nie jest tak skuteczna jak konwencjonalne antybiotyki, ale dlatego, że A. baumannii rozwinęła odporność na powszechnie stosowane metody leczenia, związek zidentyfikowany przez AI może reprezentować nową klasę antybiotyków do zwalczania wirusa.

„Wszystkie nasze dane eksperymentalne sugerują, że abaucyna hamuje proces biologiczny w organizmie Baumannii zwany handlem lipoproteinami, co jest rzadkim mechanizmem wśród obecnie stosowanych antybiotyków w klinice” – powiedział Stokes Rejestr. „Obecnie koncentrujemy się na tworzeniu analogów strukturalnych abaucyny, aby zoptymalizować jej właściwości lecznicze, aby zmaksymalizować szanse, że abaucyna – lub analog abaucyny – może stać się klinicznym antybiotykiem do zwalczania Baumannii infekcje”.

Powiedział, że eksperymenty pokazują, że sztuczna inteligencja może być potężnym narzędziem do odkrywania leków. „Możemy pokazać tym modelom ogromną liczbę chemikaliów, a następnie modele powiedzą nam, które chemikalia mają właściwości, na których nam zależy. Następnie możemy skoncentrować nasz czas i zasoby na eksperymentowaniu z najbardziej obiecującymi chemikaliami, zgodnie z sugestią modelu AI. Sztuczna inteligencja sugeruje. Ludzie podejmują decyzje” – powiedział nam.

James Collins, współautor badania i profesor inżynierii medycznej kierujący Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health na MIT, uzgodniony w oświadczeniu: „Podejście sztucznej inteligencji do odkrywania leków zostanie z nami i będzie nadal udoskonalane. Wiemy, że modele algorytmiczne działają, teraz pozostaje kwestia szerokiego zastosowania tych metod w celu skuteczniejszego i tańszego odkrywania nowych antybiotyków”. ®