Uz trenutnu pandemiju, prijeti još jedna ozbiljna prijetnja javnom zdravlju - porast "superbakterija" otpornih na antibiotike. Dakle, potrebni su novi antibiotici, ali njihov razvoj zahtijeva vrijeme. Društvo IBM Istraživanje primijenio umjetnu inteligenciju (AI) na ovaj zadatak, vrlo brzo dobivši dva obećavajuća nova kandidata za lijekove.
Kao i svi organizmi, bakterije se razvijaju kao odgovor na promjene u svom okolišu, pa kada pumpamo svoja tijela lijekovima, samo je pitanje vremena kada će neke od njih shvatiti kako se zaštititi. S obzirom na dovoljno vremena i korištenje antibiotika, jedini mikrobi će ostati mikrobi koji su genetski otporni na lijekove.
Znanstvenici predviđaju da bi bez novih antibiotika ili drugih tretmana do 2050. nekada manje infekcije mogle početi odnositi do 10 milijuna života godišnje. Razvoj novih lijekova traje godinama i uključuje mnogo pokušaja i pogrešaka. Srećom, upravo je to vrsta posla u kojoj AI briljira, pa je IBM razvio novi sustav koji će za nas izračunati brojke.
Istraživački tim IBM-a stvorio je sustav umjetne inteligencije koji puno brže istražuje cijeli prostor mogućnosti molekularnih konfiguracija. Prvo, istraživači su započeli s modelom – dubokim generativnim autoenkoderom – koji u biti ispituje niz peptidnih sekvenci, prikuplja važne informacije o njihovim funkcijama i molekulama od kojih se sastoje, te traži sličnosti s drugim peptidima.
Zatim se primjenjuje sustav koji se zove Kontrolirano latentno uzorkovanje prostora atributa (CLaSS). Ovaj sustav koristi prikupljene podatke i generira nove peptidne molekule sa specifičnim željenim svojstvima. U ovom slučaju, to je antimikrobna učinkovitost.
No, naravno, sposobnost ubijanja bakterija nije jedini uvjet za antibiotik – također mora biti siguran za ljudsku upotrebu i idealno djelovati protiv niza klasa bakterija. Stoga se molekule koje generira umjetna inteligencija zatim prolaze kroz klasifikatore dubokog učenja kako bi se uklonile neučinkovite ili toksične kombinacije.
U roku od 48 dana, AI sustav je identificirao, sintetizirao i eksperimentirao s 20 novih peptidnih antibiotika kandidata. Dvije od njih su se posebno pokazale obećavajućima - bile su vrlo učinkovite protiv niza bakterija. Također su imali nisku toksičnost u kulturama stanica i testovima na miševima.
Dva nova kandidata za antibiotike dovoljno su zanimljiva sama po sebi, ali proces kojim su otkriveni pravi je napredak. Mogućnost bržeg i učinkovitijeg razvoja i testiranja novih antibiotika mogla bi spriječiti scenarij noćne more povratka u dane antibiotika.
Pročitajte također:
- Xiaomi kupila je CVITEK, razvojnu tvrtku za tehnologiju umjetne inteligencije
- Pet načina na koje nam umjetna inteligencija može pomoći u istraživanju svemira