Используя алгоритм машинного обучения, исследователи определили новый мощный антибиотик. В ходе лабораторных испытаний препарат убил многие из самых проблемных бактерий в мире, в том числе некоторые штаммы, устойчивые ко всем известным антибиотикам. Также с помощью этого антибиотика удалось очистить от инфекций два разных типа мышей. Что все это значит и к чему приведет - читайте ниже!
Осуществить это удалось с помощью создания компьютерной модели, которая может проверять более ста миллионов химических соединений за считанные дни, предназначена для выявления потенциальных антибиотиков, которые убивают бактерии, используя механизмы, отличные от существующих лекарств.
«Мы хотели разработать платформу, которая позволила бы нам использовать возможности искусственного интеллекта, чтобы начать новую эру открытия антибиотиков», - говорит Джеймс Коллинз, профессор Термеер по медицинской технике и науке в Институте медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института. (IMES). «Наш подход выявил эту удивительную молекулу, которая, возможно, является одним из наиболее мощных антибиотиков, которые были обнаружены за все время».
В своем новом исследовании ученые также выявили несколько других многообещающих антибиотиков, которые они планируют еще проверять в будущем. Они полагают, что модель может также использоваться для разработки новых лекарств, основываясь на том, что она узнала о химических структурах, которые позволяют лекарствам убивать бактерии.
«Модель машинного обучения может исследовать, в основном, большие химические пространства, которые могут быть чрезмерно дорогими для традиционных экспериментальных подходов», - говорит Регина Барзилай, профессор электротехники и компьютерных наук Delta Electronics в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL).
Грубо говоря, общими силами биологов и инженеров удалось создать модель создания и проверки антибиотиков. И если раньше на эти процессы могли уходить месяцы, то сейчас ИИ справляется с такой задачей за несколько дней.
Так вот, что насчет того мощного, который уже получилось создать?
Этот антибиотик назвали "Галицин", а чтобы проверить его эффективность проводились опыты на мышах, зараженных A. baumannii, бактерией, которая заразила многих американских солдат, дислоцированных в Ираке и Афганистане. Используемый ими штамм A. baumannii устойчив ко всем известным антибиотикам, но применение мази, содержащей галицин, полностью очистило инфекцию в течение 24 часов.
Предварительные исследования предполагают, что галицин убивает бактерии, нарушая их способность поддерживать электрохимический градиент через их клеточные мембраны. Этот градиент необходим, помимо прочих функций, для производства АТФ (молекул, которые клетки используют для накопления энергии), поэтому, если градиент нарушается, клетки погибают.
С помощью него уже удалось убить такие известные бактерии как including Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii и Mycobacterium tuberculosis.
