Umetna inteligenca grozi superbugu z odkrivanjem močnega antibiotika

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Nevronske mreže so znanstvenikom pomagale razviti antibiotik, ki se lahko bori proti zelo odporni superbakteriji, ki jo pogosto najdemo v bolnišnicah.

Hrošč se imenuje Acinetobacter baumannii in je zahrbtno.

"Acinetobacter lahko preživi na bolnišničnih kljukah in opremi teden ali dlje in lahko prevzame gene za odpornost na antibiotike iz svojega okolja,« je dejal Jonathan Stokes, docent za biokemijo in biomedicinske vede na univerzi McMaster. »Zdaj je res običajno najti A. baumannii izolati, ki so odporni na skoraj vse antibiotike.

Stokes in njegovi kolegi z univerze McMaster in MIT so se obrnili na AI, da bi identificirali spojine, ki se lahko borijo proti mikrobu. Najprej so 7,500 različnih molekul izpostavili sevu bakterije, gojene v laboratorijski posodi, da bi ugotovili, ali bodo zavirale njegovo rast. Ta nabor podatkov so uporabili za usposabljanje klasifikatorja strojnega učenja, da bi izvedel, katere kemične lastnosti v spojinah povzročajo žalost bakterijam.

Model je bil nato uporabljen za analizo novega nabora podatkov, ki obsega 6,680 spojin, ki jih prej ni videl, da bi napovedali, ali bi lahko ustvarili obetavne antibiotike.

Programska oprema – razvita iz odprte kode MIT kemprop – identificiral na stotine kandidatov v samo dveh urah delovanja in raziskovalci so jih izbrali 240 za nadaljnje poskuse.

Ta proces je na koncu proizvedel devet kandidatov za antibiotike, pri čemer je bila spojina, imenovana "abaucin", najučinkovitejša proti A. baumannii.

Abaucin so predhodno preučevali kot potencialno zdravilo za sladkorno bolezen. Zdaj je označen kot a A. baumannii-lovec, ki selektivno napada superbakterijo.

Začetni poskusi z abavcinom na miših so pokazali, da lahko zavira okužbe ran, ki jih povzroča A. baumannii. Rezultati so bili objavljeno v Naravna kemijska biologija časopis v četrtek.

Raziskovalci so ugotovili, da abaucin ni tako učinkovit kot običajni antibiotiki, ampak zato, ker A. baumannii je razvila odpornost na običajna zdravljenja, lahko spojina, ki jo je identificirala AI, predstavlja nov razred antibiotikov za tarčanje hrošča.

"Vsi naši eksperimentalni podatki kažejo, da abaucin zavira biološki proces v Baumannii imenovana trgovina z lipoproteini, kar je neobičajen mehanizem med trenutnimi antibiotiki, ki se uporabljajo na kliniki,« je povedal Stokes. Register. »Trenutno smo osredotočeni na izdelavo strukturnih analogov abaucina, da optimiziramo njegove zdravilne lastnosti in povečamo možnosti, da bi abaucin – ali analog abaucina – postal klinični antibiotik za boj proti Baumannii okužbe."

Dejal je, da poskusi dokazujejo, da je umetna inteligenca lahko močno orodje za odkrivanje zdravil. »Tem modelom lahko pokažemo veliko število kemikalij in modeli nam nato povedo, katere kemikalije imajo lastnost, ki nas zanima. Nato lahko svoj čas in sredstva usmerimo v eksperimentiranje z najbolj obetavnimi kemikalijami, kot predlaga model AI. AI daje predloge. Ljudje se odločamo,« nam je povedal.

James Collins, soavtor študije in profesor medicinskega inženiringa, ki vodi kliniko Abdul Latif Jameel na MIT za strojno učenje v zdravstvu, dogovorjene v izjavi: »Pristopi umetne inteligence k odkrivanju zdravil bodo ostali in se bodo še naprej izpopolnjevali. Vemo, da algoritemski modeli delujejo, zdaj pa gre za široko uporabo teh metod za učinkovitejše in cenejše odkrivanje novih antibiotikov.« ®