Oamenii de ştiinţă au folosit inteligenţa artificială (AI) pentru a descoperi un nou antibiotic care poate distruge o specie mortală de superbacterii.
Cercetătorii din Canada şi Statele Unite spun că AI are puterea de a accelera masiv descoperirea de noi medicamente.
Cu ajutorul AI oamenii de ştiinţă au redus numărul miilor de substanţe chimice la câteva substanţe care ar putea fi testate în laborator.
În urma căutărilor a rezultat un antibiotic experimental puternic numit abaucină, care va trebui să fie testat în continuare înainte de a fi utilizat.
Acesta este cel mai recent exemplu al modului în care instrumentele inteligenţei artificiale pot fi o forţă revoluţionară în ştiinţă şi medicină.
Eliminarea superbacteriilor
Antibioticele ucid bacteriile, cu toate acestea, după zeci de ani de cercetări, specialiştii încă n-au reuşit să găsească medicamente noi, iar bacteriile devin din ce în ce mai greu de tratat, pe măsură ce dezvoltă rezistenţă la cele existente.
Se estimează că mai mult de un milion de oameni mor anual din cauza infecţiilor care rezistă la tratamentul cu antibiotice.
Acum, oamenii de ştiinţă s-au concentrat asupra uneia dintre cele mai problematice specii de bacterii - Acinetobacter baumannii (A. Baumanii), care poate infecta rănile şi provoca pneumonie.
Este una dintre cele trei superbacterii pe care Organizaţia Mondială a Sănătăţii (OMS) le-a identificat ca fiind o ameninţare „critică".
Adesea este capabilă să se ferească de mai multe antibiotice şi reprezintă o problemă în spitale şi centre de îngrijire, unde poate supravieţui pe suprafeţe şi pe echipamentele medicale.
Dr. Jonathan Stokes, de la Universitatea McMaster, din Canada, descrie acest microb ca fiind „inamicul public numărul unu", deoarece sunt „foarte frecvente" cazurile în care este „rezistent la aproape toate antibioticele".
Inteligenţa artificială
Pentru a găsi un nou antibiotic, cercetătorii au trebuit mai întâi să antreneze AI. Aceştia au luat mii de medicamente a căror structură chimică era cunoscută şi le-au testat manual pe Acinetobacter baumannii pentru a vedea care dintre ele ar putea să îl încetinească sau să îl ucidă.
Aceste informaţii au fost introduse apoi în algoritmi inteligenţi pentru ca AI aceasta să poată învăţa caracteristicile chimice ale medicamentelor care ar putea ataca bacteria problematică.
AI a fost apoi aplicată pe 6.680 de compuşi a căror eficacitate era necunoscută.
Rezultatele, publicate joi, în Nature Chemical Biology, au arătat că AI a avut nevoie doar de o oră şi jumătate pentru a produce o listă scurtă de medicamente.
Cercetătorii au testat 240 dintre aceste substanţe în laborator şi au găsit nouă antibiotice potenţiale. Unul dintre aceste antibiotice, abaucin, s-a dovedit incredibil de puternic.
Experimentele de laborator au arătat că acesta poate trata rănile infectate la şoareci şi a fost capabil să ucidă mostre de A. baumannii de la pacienţi.
Cercetătorii urmează să perfecţioneze medicamentul în laborator pentru testele clinice.
Ei se aşteaptă ca primele antibiotice descoperite de AI să fie disponibile în jur de 2030.
În mod curios, acest antibiotic experimental nu a avut niciun efect asupra altor specii de bacterii şi funcţionează doar asupra A. baumannii.
Multe antibiotice ucid bacteriile fără discriminare. Cercetătorii cred că precizia abaucinului va face mai dificilă apariţia rezistenţei la medicamente şi ar putea duce la mai puţine efecte secundare.
În principiu, AI ar putea selecta zeci de milioane de compuşi potenţiali - ceea ce ar fi imposibil de realizat manual.
„AI sporeşte rata şi, într-o lume perfectă, scade costul cu care putem descoperi aceste noi clase de antibiotice de care avem nevoie cu disperare", spune dr. Stokes.
Cercetătorii au testat principiile descoperirii de antibiotice asistate de AI în E. coli în 2020, dar acum au folosit aceste cunoştinţe pentru a se concentra asupra marilor ameninţări.
În continuare, ei intenţionează să identifice şi alte antibiotice care să funcţioneze împotriva stafilococului auriu (Staphylococcus aureus) şi bacilului piocianic (Pseudomonas aeruginosa).
„Această descoperire susţine şi mai mult premisa că AI poate accelera şi extinde în mod semnificativ căutarea de noi antibiotice", a declarat profesorul James Collins, de la Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Potrivit acestuia, cercetarea arată că AI poate fi folosită cu succes pentru a ajuta la combaterea agenţilor patogeni problematici, precum A. baumannii.
