Вчені за допомогою штучного інтелекту (ШІ) відкрили новий антибіотик, який може вбивати смертельні супербактерії – тобто бактерії, стійкі до інших антибіотиків.
ШІ допоміг звузити перелік з тисяч потенційних хімічних речовин до кількох, які вчені змогли протестувати в лабораторії.
У результаті вони знайшли потужний експериментальний антибіотик під назвою абауцин. Однак для його практичного застосування необхідно провести додаткові дослідження.
Дослідники з Канади та США кажуть, що штучний інтелект може значно прискорити відкриття нових ліків.
Це один із прикладів того, як ШІ може стати революційною силою в науці та медицині.
Знищити супербактерії
Антибіотики вбивають бактерії. Однак протягом десятиліть бракувало нових ліків, і з бактеріями ставало дедалі важче боротися, оскільки вони розвивають стійкість до тих препаратів, які ми вже маємо.
За оцінками, більше мільйона людей щорічно помирає від інфекцій, які є стійкими до лікування антибіотиками.
Дослідники зосередилися на одному з найпроблемніших видів бактерій – Acinetobacter baumannii, який може інфікувати рани та викликати пневмонію.
Це одна з трьох супербактерій, які Всесвітня організація охорони здоров’я визначила як критичну загрозу.
Вона здатна протистояти багатьом антибіотикам і створює великі проблеми в лікарнях і будинках для літніх людей, де вони поширюються через поверхні та медичне обладнання.
Доктор Джонатан Стоукс з Університету Макмастера називає їх “суспільним ворогом номер один”, оскільки дуже часто трапляються випадки, коли бактерія виявляється стійкою практично до всіх антибіотиків.
Штучний інтелект
Щоб знайти новий антибіотик, дослідникам спочатку довелося навчати ШІ. Вони взяли тисячі препаратів, точна хімічна структура яких була відома, і вручну перевірили їх на Acinetobacter baumannii, щоб побачити, які можуть послабити або вбити її.
Цю інформацію надали ШІ, щоб він міг вивчити хімічні властивості ліків, які можуть атакувати проблемну бактерію.
Потім штучний інтелект використали для перевірки списку з 6680 сполук, ефективність яких була невідома. Результати, опубліковані в Nature Chemical Biology, показали, що штучному інтелекту знадобилося півтори години, щоб створити короткий список.
Дослідники протестували 240 антибіотиків у лабораторії та виявили дев’ять потенційних варіантів. Одним із них був неймовірно потужний антибіотик абауцин.
Лабораторні експерименти показали, що він може лікувати інфіковані рани у мишей і здатний вбивати A. baumannii у зразках, взятих у пацієнтів.
Однак доктор Стоукс каже, що “саме тут починається робота”.
Наступний крок – вдосконалення препарату в лабораторії, а потім проведення клінічних випробувань. Він очікує, що перші антибіотики, знайдені за допомогою штучного інтелекту, зможуть використовувати до 2030 року.
Цікаво, що цей експериментальний антибіотик не діяв на інші види бактерій, а лише на A. baumannii.
Багато антибіотиків вбивають бактерії без розбору. Дослідники вважають, що така “точність” абауцину ускладнить появу стійкості до нього і може означати меншу кількість побічних ефектів.
Теоретично штучний інтелект може перевірити десятки мільйонів потенційних сполук – те, що робити вручну було б непрактично.
“Штучний інтелект підвищує швидкість, а в ідеальному світі знижує вартість відкриття нових класів антибіотиків, які нам вкрай потрібні”, – каже доктор Стоукс.
У 2020 році дослідники вже випробовували використання ШІ для винайдення антибіотиків проти E. coli, або кишкової палички, але тепер використали ці знання, щоб зосередитися на супербактеріях, які завдають найбільшої шкоди. Далі вони планують вивчати Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa.
“Це відкриття підтверджує припущення про те, що ШІ може значно прискорити та розширити наші пошуки нових антибіотиків”, – каже професор Джеймс Коллінз з Массачусетського технологічного інституту.
“Я радий, що ця робота показує, що ми можемо використовувати штучний інтелект для боротьби з проблемними патогенами, такими як A. baumannii”, – додає він.
Джеймс Галлахер
