A jelenlegi világjárvánnyal egy másik komoly veszély fenyegetett a közegészségügyre: az antibiotikum-rezisztens „szuperbaktériumok” térnyerése. Tehát új antibiotikumokra van szükség, de ezek kifejlesztése időt vesz igénybe. Vállalat IBM kutatás mesterséges intelligenciát (AI) alkalmaztak erre a feladatra, és nagyon gyorsan megszereztek két ígéretes új gyógyszerjelöltet.
Mint minden élőlény, a baktériumok is a környezetükben bekövetkezett változások hatására fejlődnek ki, így amikor a szervezetünket gyógyszerekkel pumpáljuk, csak idő kérdése, hogy néhányan rájöjjenek, hogyan védekezhetnek. Elegendő idő és antibiotikumok alkalmazása mellett az egyetlen mikrobák azok a mikrobák maradnak, amelyek genetikailag rezisztensek a gyógyszerekkel szemben.
A tudósok azt jósolják, hogy új antibiotikumok vagy egyéb kezelések nélkül 2050-re a kisebb fertőzések akár évi 10 millió emberéletet is követelhetnek. Az új gyógyszerek kifejlesztése éveket vesz igénybe, és sok próbálkozással és hibával jár. Szerencsére pontosan ez a fajta munka, amiben a mesterséges intelligencia jeleskedik, ezért az IBM egy új rendszert fejlesztett ki a számok rovására.
Az IBM kutatócsoportja olyan mesterséges intelligencia rendszert hozott létre, amely sokkal gyorsabban tárja fel a molekuláris konfigurációk lehetőségeinek teljes terét. Először is, a kutatók egy olyan modellel kezdtek – egy mélygeneratív autoencoderrel –, amely lényegében számos peptidszekvenciát vizsgál meg, fontos információkat gyűjt össze azok funkcióiról és a molekulákról, amelyekből épülnek fel, és hasonlóságokat keres más peptidekkel.
Ezután a Controlled Latent attribútum Space Sampling (CLaSS) nevű rendszer kerül alkalmazásra. Ez a rendszer az összegyűjtött adatokat felhasználva új peptidmolekulákat hoz létre, amelyek meghatározott, kívánt tulajdonságokkal rendelkeznek. Ebben az esetben antimikrobiális hatásról van szó.
De természetesen nem a baktériumok elpusztításának képessége az egyetlen követelmény az antibiotikumokkal szemben – az emberi használatra is biztonságosnak kell lennie, és ideális esetben a baktériumok egy sora ellen kell működnie. Így az AI által generált molekulákat mély tanulási osztályozókon vezetik át, hogy kiszűrjék a hatástalan vagy mérgező kombinációkat.
48 napon belül az AI rendszer 20 új peptid antibiotikum jelöltet azonosított, szintetizált és kísérletezett vele. Közülük kettő különösen ígéretesnek bizonyult – nagyon hatékonyak voltak számos baktérium ellen. Alacsony toxicitást mutattak sejttenyészetekben és egereken végzett tesztekben is.
A két új antibiotikum jelölt önmagában is elég érdekes, de az a folyamat, amellyel felfedezték őket, az igazi áttörés. Az új antibiotikumok gyorsabb és hatékonyabb kifejlesztése és tesztelése segíthet megelőzni azt a rémálomszerű forgatókönyvet, amely az antibiotikumok korába való visszatérést jelent.
Olvassa el még:
- Xiaomi megvásárolta a mesterséges intelligencia technológiákat fejlesztő CVITEK-et
- Öt módon segíthet a mesterséges intelligencia az űrkutatásban