AI คุกคาม superbug ด้วยการระบุยาปฏิชีวนะที่มีศักยภาพ

AI คุกคาม superbug ด้วยการระบุยาปฏิชีวนะที่มีศักยภาพ

ประทับเวลา: 26 พฤษภาคม 2023 8:28 น
โหนดต้นทาง: 2679954

โครงข่ายประสาทเทียมช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนายาปฏิชีวนะที่สามารถต่อสู้กับเชื้อดื้อยาสูงที่พบได้ทั่วไปในโรงพยาบาล

ข้อบกพร่องที่เรียกว่า baumannii Acinetobacter และมันร้ายกาจ

"Acinetobacter สามารถอยู่รอดได้บนลูกบิดประตูและอุปกรณ์ของโรงพยาบาลเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์หรือนานกว่านั้น และสามารถรับยีนดื้อยาปฏิชีวนะจากสิ่งแวดล้อมได้” กล่าวว่า Jonathan Stokes ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัย McMaster “มันเป็นเรื่องธรรมดามากที่จะพบในตอนนี้ ก. baumannii แยกเชื้อที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะเกือบทุกชนิด”

Stokes และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ McMaster University และ MIT หันมาใช้ AI เพื่อระบุสารประกอบที่สามารถต่อสู้กับจุลินทรีย์ได้ ขั้นแรก พวกเขานำโมเลกุลที่แตกต่างกัน 7,500 โมเลกุลไปสัมผัสกับแบคทีเรียสายพันธุ์ที่เติบโตในจานทดลองเพื่อดูว่าพวกมันจะยับยั้งการเติบโตของมันหรือไม่ พวกเขาใช้ชุดข้อมูลนั้นในการฝึกตัวแยกประเภทการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อเรียนรู้ว่าคุณลักษณะทางเคมีใดในสารประกอบที่ทำให้แบคทีเรียเศร้าโศก

แบบจำลองนี้ถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์ชุดข้อมูลใหม่ที่ประกอบด้วยสารประกอบ 6,680 ชนิดที่ไม่เคยเห็นมาก่อน เพื่อคาดการณ์ว่าพวกมันอาจสร้างยาปฏิชีวนะได้หรือไม่

The software – developed from MIT’s open source เคมีภัณฑ์ – ระบุผู้สมัครหลายร้อยรายในเวลารันไทม์เพียงสองชั่วโมง และนักวิจัยเลือก 240 รายสำหรับการทดลองเพิ่มเติม

ในที่สุดกระบวนการดังกล่าวก็ได้ผลิตยาปฏิชีวนะเก้าตัว โดยสารประกอบที่เรียกว่า "อบาซิน" พบว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุดในการต่อต้าน ก. baumannii.

ก่อนหน้านี้ Abaucin ได้รับการศึกษาว่าเป็นยารักษาโรคเบาหวาน ตอนนี้มันถูกแท็กเป็น ก. baumannii- นักล่าที่เลือกโจมตี superbug

การทดลองเบื้องต้นกับอะบาซินในหนูพบว่าสามารถยับยั้งการติดเชื้อที่บาดแผลที่เกิดจาก ก. baumannii. ผลลัพธ์ที่ได้คือ การตีพิมพ์ ใน ชีววิทยาเคมีธรรมชาติ กระดาษในวันพฤหัสบดี

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าอะบาซินไม่ได้ผลเท่ากับยาปฏิชีวนะทั่วไป แต่เป็นเพราะ ก. baumannii ได้พัฒนาความต้านทานต่อการรักษาทั่วไป สารประกอบที่ระบุโดย AI อาจเป็นตัวแทนของยาปฏิชีวนะประเภทใหม่เพื่อกำหนดเป้าหมายข้อบกพร่อง

“ข้อมูลการทดลองทั้งหมดของเราบ่งชี้ว่าอะบาซินยับยั้งกระบวนการทางชีวภาพใน บาวมันนี่ เรียกว่าการลักลอบค้าไลโปโปรตีนซึ่งเป็นกลไกที่ผิดปกติในบรรดายาปฏิชีวนะปัจจุบันที่ใช้ในคลินิก” Stokes กล่าว ลงทะเบียน. “ปัจจุบันเรามุ่งเน้นที่การสร้างอะนาล็อกเชิงโครงสร้างของอะบาวซินเพื่อปรับคุณสมบัติทางยาให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มโอกาสที่อะบาซินหรือแอนะล็อกของอะบาวซินอาจกลายเป็นยาปฏิชีวนะทางคลินิกที่ใช้ต่อสู้ได้ บาวมันนี่ การติดเชื้อ”

เขากล่าวว่าการทดลองแสดงให้เห็นว่า AI สามารถเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการค้นพบยา “เราสามารถแสดงแบบจำลองเหล่านี้เกี่ยวกับสารเคมีจำนวนมหาศาล จากนั้นแบบจำลองจะบอกเราว่าสารเคมีชนิดใดที่มีคุณสมบัติที่เราสนใจ จากนั้น เราสามารถทุ่มเทเวลาและทรัพยากรของเราไปกับการทดลองสารเคมีที่มีแนวโน้มมากที่สุดตามที่แบบจำลอง AI แนะนำ AI ให้คำแนะนำ มนุษย์เป็นคนตัดสินใจ” เขาบอกกับเรา

James Collins ผู้เขียนร่วมของการศึกษาและศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมการแพทย์ ซึ่งเป็นผู้นำของ Abdul Latif Jameel Clinic สำหรับ Machine Learning in Health ของ MIT ตกลง ในแถลงการณ์: “แนวทางของ AI ในการค้นพบยานั้นยังคงอยู่และจะได้รับการปรับปรุงต่อไป เรารู้ว่าโมเดลอัลกอริทึมทำงานได้ ตอนนี้มันเป็นเรื่องของการนำวิธีการเหล่านี้มาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อค้นหายาปฏิชีวนะใหม่อย่างมีประสิทธิภาพและราคาไม่แพง” ®

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก ลงทะเบียน