2020. 02. 27. - 10:15
Erős antibiotikumot fedezett fel a mesterséges intelligencia
A gépi tanulás segítségével fedeztek fel egy új, erőteljes antibiotikumot. A Massachusetts-i Technológiai Intézet (MIT) kutatói szerint a halicin a világ legveszélyesebb törzsei egy részét is elpusztítja.
Mesterséges intelligencia alkalmazásával találtak fel egy erőteljes antibiotikumot, amely képes megölni számos gyógyszer-rezisztens baktériumot.
A gyógyszer másként működik, mint a már létező antibakteriális szerek, s a maga nemében az első, amelyet úgy fedeztek fel, hogy a mesterséges intelligenciát keresztülfuttatták a gyógyszerészeti vegyületek hatalmas digitális könyvtárain.
A tesztek azt mutatták, hogy a gyógyszer elpusztította az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumtörzseket – köztük az Acinetobacter baumannii-t és az Enterobacteriaceae-kat, vagyis kettőt a három kiemelkedő prioritású kórokozó közül, amelyeket az Egészségügyi Világszervezet (WHO) kritikusnak tekint abban a tekintetben, hogy azokat az új antibiotikumok megcélozzák.
Erőteljes új antibiotikumot fedezett fel a mesterséges intelligencia
„Az antibiotikumok felfedezése terén a mesterséges intelligencia számára ez a gyógyszer abszolút első” – mondta Regina Barzilay, a projektvezető kutatója, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) gépi tanulásának szakértője.
„Azt gondolom, ez az eddigi leghatékonyabb antibiotikum, amelyet eddig felfedeztek – mondta el James Collins, a MIT csapatának biomérnöke.- Figyelemre méltó aktivitással bír számos antibiotikum-rezisztens kórokozóval szemben.”
Az antibiotikumok hiánya az alacsony jövedelmű országokban súlyosbítja a szuperbaktériumok miatti fenyegetettséget.
Az antibiotikum-rezisztencia akkor fordul elő, amikor a baktériumok mutálódnak és fejlődnek, hogy elkerüljék azokat a mechanizmusokat, melyeket az antimikrobiális szerek használnak ellenük.
A rezisztencia leküzdésére szolgáló új antibiotikumok nélkül 2050-ig várhatóan 10 millió emberélet kerül veszélybe világszerte minden évben, fertőzések miatt – áll az ún. O’Neill jelentésben.
Az új antibiotikumok feltalálása érdekében a kutatók először a mélytanulási algoritmust dolgozták ki, hogy azonosítsák a baktériumokat elpusztító molekulákat. Ahhoz, hogy ezt megtegyék, közel 2500 gyógyszer és természetes vegyület atom- és molekuláris tulajdonságait táplálták a programba, s azt figyelték, milyen mértékben blokkolta az anyag az E-coli baktérium növekedését.
Miután az algoritmus megtanulta, mely molekuláris tulajdonságok teszik lehetővé a jó antibiotikumok létrehozását, a tudósok több mint 6000 vizsgált vegyület könyvtárát dolgoztatták fel vele, melyek különféle emberi betegségek kezelésére szolgálnak.
Jonathan Stokes, a tanulmány első szerzője kiemelte, hogy mindössze pár órába telt, mire az algoritmus kiértékelte a vegyületeket, s néhány ígéretes antibiotikummal állt elő. Az egyik, amelyet halicinnek neveztek el, különösen erőteljesnek tűnt.
A Cell folyóiratban a kutatók megosztották, hogyan kezeltek számos, gyógyszerrezisztens fertőzést halicinnel, azzal az összetevővel, melyet eredetileg diabéteszre fejlesztettek ki, s amelyet még a klinikai alkalmazás előtt félretettek.
A betegektől begyűjtött baktériumokkal végzett vizsgálatok azt mutatták: a halicin elpusztította a Mycobacterium tuberculosis-t, a tuberkolózist okozó baktériumot, az Enterobacteriaceae törzseket, amelyek rezisztensek a karbapenemre, egy olyan antibiotikum-csoportra, amelyet az ilyen fertőzéseket illetően utolsó lehetőségnek tekintenek.
A halicin az egerekben a C difficile és multirezisztens Acinetobacter baumannii fertőzésekkel is végzett.
További új gyógyszerek felfedezéséhez a kutatócsoport most hatalmas digitális adatbázishoz fordul, amely körülbelül 1,5 milliárd vegyületet tartalmaz.
László Adrienn
