AI hotar Superbug genom att identifiera potent antibiotika

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Neurala nätverk har hjälpt forskare att utveckla ett antibiotikum som kan bekämpa en mycket resistent superbug som vanligtvis finns på sjukhus.

Buggen kallas Acinetobacter baumannii och det är lömskt.

"Acinetobacter kan överleva på sjukhusets dörrhandtag och utrustning i en vecka eller längre, och kan ta upp antibiotikaresistensgener från sin miljö.” sade Jonathan Stokes, biträdande professor i biokemi och biomedicinska vetenskaper vid McMaster University. "Det är verkligen vanligt nu att hitta A. baumannii isolat som är resistenta mot nästan alla antibiotika."

Stokes och hans kollegor vid McMaster University och MIT vände sig till AI för att identifiera föreningar som kan bekämpa mikroben. Först exponerade de 7,500 1 olika molekyler för en stam av bakterierna som odlades i en labbskål för att se om de skulle hämma dess tillväxt. De använde denna datauppsättning för att träna en maskininlärningsklassificerare för att lära sig vilka kemiska egenskaper i föreningar som gav bakterien sorg.

Modellen användes sedan för att analysera en ny datauppsättning bestående av 6,680 XNUMX föreningar som den inte hade sett tidigare, för att förutsäga om de skulle kunna göra lovande antibiotika.

The software – developed from MIT’s open source chemprop – identifierade hundratals kandidater på bara två timmars körningstid, och forskarna valde 240 för ytterligare experiment.

Den processen gav så småningom nio antibiotikakandidater, med en förening som kallas "abaucin" som visade sig vara den mest effektiva mot A. baumannii.

Abaucin har tidigare studerats som ett potentiellt diabetesläkemedel. Nu är det taggat som en A. baumannii-jägare som selektivt attackerar superbuggen.

Initiala experiment med abaucin på möss visade att det kunde undertrycka sårinfektioner orsakade av A. baumannii. Resultaten var publicerade i en Natur Kemisk Biologi tidning på torsdag.

Forskarna noterade att abaucin inte är lika effektivt som konventionella antibiotika, utan därför A. baumannii har utvecklat resistens mot vanliga behandlingar, kan föreningen som identifierats av AI representera en ny klass av antibiotika för att rikta in sig på buggen.

"Alla våra experimentella data tyder på att abaucin hämmar en biologisk process i En baumannii kallas lipoproteinhandel, vilket är en ovanlig mekanism bland de antibiotika som används på kliniken, säger Stokes. Registret. "Vi är för närvarande fokuserade på att göra strukturella analoger av abaucin för att optimera dess medicinska egenskaper för att maximera chanserna att abaucin - eller en analog av abaucin - kan bli ett kliniskt antibiotikum att bekämpa En baumannii infektioner.”

Han sa att experimenten visar att AI kan vara ett kraftfullt verktyg för att upptäcka läkemedel. "Vi kan visa dessa modeller ett stort antal kemikalier och modellerna berättar sedan för oss vilka kemikalier som har den egenskapen vi bryr oss om. Vi kan sedan fokusera vår tid och resurser på att experimentera med de mest lovande kemikalierna enligt AI-modellen. AI ger förslag. Människor fattar beslut”, sa han till oss.

James Collins, medförfattare till studien och professor i medicinsk teknik som leder MIT:s Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health, överens i ett uttalande: "AI-metoder för att upptäcka läkemedel är här för att stanna och kommer att fortsätta att förfinas. Vi vet att algoritmiska modeller fungerar, nu handlar det om att i stor utsträckning använda dessa metoder för att upptäcka nya antibiotika mer effektivt och billigare.” ®