S trenutno pandemijo se je pojavila še ena resna grožnja javnemu zdravju – porast na antibiotike odpornih »superbakterij«. Potrebni so torej novi antibiotiki, vendar njihov razvoj zahteva čas. Podjetje IBM -ove raziskave za to nalogo uporabil umetno inteligenco (AI) in zelo hitro pridobil dva obetavna nova kandidata za zdravila.
Tako kot vsi organizmi se tudi bakterije razvijajo kot odgovor na spremembe v okolju, zato je, ko svoja telesa napolnimo z zdravili, samo vprašanje časa, kdaj bodo nekatere od njih ugotovile, kako se zaščititi. Ob zadostni količini časa in uporabi antibiotikov bodo edini mikrobi ostali mikrobi, ki so genetsko odporni na zdravila.
Znanstveniki napovedujejo, da bi lahko brez novih antibiotikov ali drugih zdravil do leta 2050 nekoč manjše okužbe začele zahtevati do 10 milijonov življenj na leto. Razvoj novih zdravil traja leta in vključuje veliko poskusov in napak. Na srečo je to natanko tisto delo, pri katerem je umetna inteligenca odlična, zato je IBM razvil nov sistem, ki bo namesto nas zmanjševal številke.
IBM-ova raziskovalna skupina je ustvarila sistem umetne inteligence, ki veliko hitreje raziskuje ves prostor možnosti za molekularne konfiguracije. Najprej so raziskovalci začeli z modelom – globokim generativnim avtoenkoderjem –, ki v bistvu preučuje številne peptidne sekvence, zbira pomembne informacije o njihovih funkcijah in molekulah, iz katerih so narejeni, ter išče podobnosti z drugimi peptidi.
Nato se uporabi sistem, imenovan Controlled Latent attribute Space Sampling (CLaSS). Ta sistem uporablja zbrane podatke in ustvarja nove peptidne molekule z določenimi želenimi lastnostmi. V tem primeru gre za protimikrobno učinkovitost.
Seveda pa zmožnost ubijanja bakterij ni edina zahteva za antibiotik – mora biti tudi varen za uporabo pri ljudeh in v idealnem primeru delovati proti vrsti bakterij. Tako se molekule, ki jih ustvari umetna inteligenca, nato prenesejo skozi klasifikatorje globokega učenja, da izločijo neučinkovite ali strupene kombinacije.
V 48 dneh je sistem AI identificiral, sintetiziral in eksperimentiral z 20 novimi kandidati za peptidne antibiotike. Zlasti dva sta se izkazala za posebej obetavna – zelo učinkovita sta bila proti številnim bakterijam. Imeli so tudi nizko toksičnost v celičnih kulturah in testih na miših.
Dva nova kandidata za antibiotike sta sama po sebi dovolj zanimiva, vendar je postopek, s katerim so ju odkrili, pravi preboj. Možnost hitrejšega in učinkovitejšega razvoja in testiranja novih antibiotikov bi lahko pomagala preprečiti scenarij nočne more vrnitve v dneve antibiotikov.
Preberite tudi:
- Xiaomi kupil CVITEK, razvijalca tehnologij umetne inteligence
- Pet načinov, kako nam lahko umetna inteligenca pomaga pri raziskovanju vesolja