Strona główna » Ai e-book o sztucznej inteligencji » Ai w medycynie: Nowe antybiotyki przeciwko MRSA

Ai w medycynie: Nowe antybiotyki przeciwko MRSA

by kapdes
ai-w-medycynie

Sztuczna inteligencja w medycynie: Naukowcy odkrywają nową klasę antybiotyków przeciwko MRSA

Wielooporne patogeny stanowią poważny problem. Nowa klasa antybiotyków odkrytych przez sztuczną inteligencję może w tym pomóc.

Naukowcy z MIT wykorzystali sztuczną inteligencję do odkrycia nowej klasy związków zdolnych do zabijania opornego na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA), lekoopornej bakterii, która powoduje ponad 10 000 zgonów rocznie w USA. Związki te mają niską toksyczność dla ludzkich komórek, co czyni je potencjalnymi kandydatami na leki.

Ważnym aspektem ich podejścia było wykorzystanie algorytmu wyszukiwania drzewa Monte Carlo w celu lepszego wyjaśnienia modeli głębokiego uczenia się. Pozwoliło to naukowcom zrozumieć, w jaki sposób modele doszły do swoich przewidywań i zidentyfikować, które podstruktury cząsteczek mogą być odpowiedzialne za ich aktywność przeciwdrobnoustrojową.

Oczekuje się, że nowe antybiotyki będą bezpieczne dla ludzkich komórek

Aby udoskonalić wybór potencjalnych leków, przeszkolono trzy dodatkowe modele w celu przewidywania toksyczności związków dla trzech rodzajów ludzkich komórek. Łącząc te dane z przewidywaniami dotyczącymi aktywności przeciwdrobnoustrojowej, byli w stanie znaleźć związki, które zabijają drobnoustroje, a jednocześnie mają minimalny negatywny wpływ na ludzi.

W szczególności zespół przeanalizował około 12 milionów dostępnych na rynku związków i zidentyfikował pięć różnych klas o prawdopodobnej aktywności przeciwko MRSA. W szczególności dwa związki okazały się obiecującymi kandydatami na antybiotyki, zmniejszając populację MRSA 10-krotnie w dwóch modelach mysich. Związki te wydają się działać poprzez zakłócanie zdolności bakterii do utrzymywania gradientu elektrochemicznego w ich błonach komórkowych, co jest niezbędne dla kluczowych funkcji komórkowych.

Zespół dzieli się wynikami z organizacją non-profit

Badania zostały udostępnione Phare Bio, organizacji non-profit założonej przez niektórych badaczy, która przeprowadzi bardziej szczegółowe analizy właściwości chemicznych związków i potencjalnych zastosowań klinicznych. W międzyczasie laboratorium pracuje nad opracowaniem kolejnych kandydatów na leki w oparciu o nowe wyniki badań.

Naukowcy uważają, że ich podejście oparte na sztucznej inteligencji można łatwo przenieść na odkrywanie nowych klas antybiotyków przeciwko różnym patogenom. „Wykorzystujemy już podobne podejścia oparte na podstrukturach chemicznych do projektowania związków de novo i oczywiście możemy łatwo zastosować to podejście do odkrywania nowych klas antybiotyków przeciwko różnym patogenom” – mówi Felix Wong, doktorant w Institute for Medical Engineering and Science (IMES) na MIT i Harvard University.

Oprócz naukowców z MIT i Uniwersytetu Harvarda, w badaniu uczestniczyli również naukowcy z Leibniz Institute for Polymer Research i Max Bergmann Center of Biomaterials w Niemczech.

Pozostałe artykuły