Veľký prelom! Umelá inteligencia objavila liek na chorobu, ktorá zabíja ročne desaťtisíce ľudí!
V rámci nového výskumu vedci odhalili celú triedu zlúčenín, ktoré majú potenciál vysporiadať sa s odolnými baktériami.
Výskumníci z technologického inštitútu MIT v rámci nového výskumu objavili celú triedu zlúčenín, ktoré by nám mohli pomôcť s vážnym problémom v zdravotníctve, ktorý sa stáva čoraz vážnejším a smrteľnejším.
Pomocou umelej inteligencie a metódy hĺbkového učenia odhalili zlúčeniny, ktoré by dokázali úspešne zahubiť baktériu odolnú voči antibiotickej liečbe. Táto baktéria sa nazýva Staphylococcus aureus a ročne vedie k smrti viac ako 10-tisíc ľudí na území Spojených štátov a ďalších 35-tisíc v Európe. Dobrou správou je, že tieto zlúčeniny nie sú takmer vôbec toxické voči ľudským bunkám, preto sa z nich stávajú veľmi dobrí kandidáti na nové lieky.
Autori štúdie zároveň dokázali počas výskumu zistiť, aké informácie umelá inteligencia používala na to, aby odhalila možné zlúčeniny, ktoré sú schopné zabiť túto odolnú baktériu. Tieto informácie sú mimoriadne cenné, pretože na ich základe by mohli vedci navrhnúť ďalšie lieky, ktoré by fungovali ešte lepšie ako tie navrhnuté modelom.
“Mimoriadne dôležitou súčasťou nášho výskumu bolo to, že sme mohli vidieť, čo sa umelá inteligencia učila a na základe čoho predpovedala, aké molekuly by boli vhodnými antibiotikami. Náš prístup ponúka časovo a zdrojovo šetrný spôsob identifikovania nových látok, ktoré by nám v budúcnosti mohli pomôcť,” tvrdí James Collins, jeden z autorov štúdie.
Nová štúdia je súčasťou väčšieho projektu. Vedci, ktorí sa na nej podieľali, majú v pláne identifikovať sedem nových tried antibiotík proti siedmim typom smrteľných baktérií. Plánujú to dokázať za sedem rokov.
Staphyloccocus aureus, alebo MRSA, infikuje každoročne viac ako 80-tisíc ľudí v Spojených štátoch, zatiaľ čo v Európe infikuje okolo 150-tisíc ľudí. Táto baktéria spôsobuje infekcie kože, pneumóniu a vo vážnych prípadoch môže viesť až k otrave krvi a smrti pacienta. Už niekoľko rokov autori štúdie pracovali na objavení nových antibiotík, ktoré by nám pomohli bojovať s odolnými baktériami. Už v minulosti využili na svoju prácu hĺbkové učenie a podarilo sa im objaviť potenciálne lieky proti baktérii Acinetobacter baumannii, ktorá sa typicky nachádza v nemocniciach.
Neprehliadnite
Na ceste k novým liekom proti odolným baktériám
Umelá inteligencia dokáže identifikovať chemické štruktúry, ktoré sa viažu s antimikrobiálnou aktivitou. Následne model prejde miliónmi ďalších zlúčenín a identifikuje tie, ktoré majú najlepšie antibiotické účinky.
Využívanie umelej inteligencie v tomto odbore ukazuje obrovský potenciál, no má jeden výrazný nedostatok. Veľké množstvo modelov sú prakticky “čierne skrinky”. Inými slovami povedané, výskumníci častokrát nemajú predstavu o tom, ako sa umelá inteligencia dostala k výsledkom, ktoré im predložila.
“Druhou časťou našej práce predstavovalo otvorenie čiernej skrinky. Tieto modely sa skladajú z obrovského počtu kalkulácií, ktoré simulujú neurónové prepojenia. Tým je pre nás nesmierne náročné chápať, čo sa deje pod kapotou,” vysvetlil Felix Wong, spoluautor štúdie.
Umelá inteligencia analyzovala približne 12-miliónov rôznych zlúčenín, pričom všetky sú komerčne dostupné. Autori štúdie následne zakúpili 280 zlúčenín, ktoré ďalej testovali proti MRSA. Z týchto zlúčenín identifikovali dve, ktoré sa javia ako mimoriadne dobrí kandidáti na lieky proti odolným baktériám. Ich účinnosť následne preukázali v testoch na myšiach infikovaných MRSA. V oboch prípadoch dokázali zlúčeniny výrazne znížiť množstvo baktérií v infikovaných myšiach.
Ďalšie experimenty odhalili, že tieto zlúčeniny zabíjajú odolné baktérie tým, že narušia ich schopnosť udržať si elektrochemický gradient naprieč membránami buniek. Táto funkcia je dôležitá pre udržanie mnohých kritických bunečných funkcií.
Rovnako skvelou správou je, že túto metódu možno použiť aj pri hľadaní ďalších liečiv proti baktériám, ktoré predstavujú pre nás riziko. Ide tak o významný krok dopredu.
Komentáre