Использующие искусственный интеллект ученые открыли новый антибиотик, который может убить смертельно опасную супербактерию, пишет The Guardian.
Согласно новому исследованию, опубликованному в четверг в научном журнале Nature Chemical Biology, группа ученых из Университета Макмастера и Массачусетского технологического института обнаружила новый антибиотик, который можно использовать для уничтожения смертельно опасной больничной супербактерии.
Супербактерия, о которой идет речь, – это Acinetobacter baumannii, который Всемирная организация здравоохранения классифицировала как “критическую” угрозу среди своих “приоритетных патогенов” – группы семейств бактерий, представляющих “наибольшую угрозу” для здоровья человека.
По данным ВОЗ, эти бактерии обладают встроенными способностями находить новые способы противостоять лечению и могут передавать генетический материал, который позволяет другим бактериям также становиться устойчивыми к лекарствам.
Бауманний представляет угрозу для больниц, домов престарелых и пациентов, которым требуются аппараты искусственной вентиляции легких и катетеры для подачи крови, а также для тех, у кого есть открытые раны после операций.
Бактерии могут длительное время жить на объектах охраны окружающей среды и совместном оборудовании и часто могут передаваться через загрязненные руки. В дополнение к инфекциям крови, бактерия baumannii может вызывать инфекции мочевыводящих путей и легких.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, бактерии также могут “колонизироваться” или жить в организме пациента, не вызывая инфекций или симптомов.
Исследование, проведенное в четверг, показало, что исследователи использовали алгоритм искусственного интеллекта для скрининга тысяч антибактериальных молекул в попытке предсказать новые структурные классы. В результате скрининга с помощью искусственного интеллекта исследователи смогли идентифицировать новое антибактериальное соединение, которое они назвали абауцин.
“У нас была целая куча данных, которые просто рассказывали нам о том, какие химические вещества были способны убить кучу бактерий, а какие нет. Моя работа состояла в том, чтобы обучить эту модель, и все, что эта модель собиралась делать, - это, по сути, сообщать нам, будут ли новые молекулы обладать антибактериальными свойствами или нет”, - рассказал Гэри Лю, аспирант Университета Макмастер, который работал над исследованием.
“Тогда, по сути, благодаря этому мы можем просто повысить эффективность процесса разработки лекарств и... отточить все молекулы, о которых мы действительно хотим заботиться”, - добавил он.
После того как ученые обучили модель искусственного интеллекта, они использовали ее для анализа 6680 соединений, с которыми она ранее не сталкивалась. Анализ занял полтора часа и в итоге позволил получить несколько сотен соединений, 240 из которых затем были протестированы в лаборатории. Лабораторные исследования в конечном итоге выявили девять потенциальных антибиотиков, включая абауцин.
Затем ученые протестировали новую молекулу против baumannii на модели раневой инфекции у мышей и обнаружили, что молекула подавляет инфекцию.
“Эта работа подтверждает преимущества машинного обучения в поиске новых антибиотиков”, - сказал Джонатан Стоукс, доцент кафедры биомедицины и биохимии Университета Макмастера, который помогал руководить исследованием.
“Используя искусственный интеллект, мы можем быстро исследовать обширные области химического пространства, значительно увеличивая шансы на открытие принципиально новых антибактериальных молекул”, - сказал он.
“Мы знаем, что антибиотики широкого спектра действия не оптимальны и что патогены обладают способностью эволюционировать и приспосабливаться к любой уловке, которую мы им применяем… Методы искусственного интеллекта дают нам возможность значительно увеличить скорость открытия новых антибиотиков, и мы можем делать это с меньшими затратами. Это важное направление исследований в области новых антибиотических препаратов”, - добавил он.
