Sztuczna inteligencja pomogła odkryć lek na superbakterię. Nowy antybiotyk zwalcza bakterię odporną na działanie większości leków

Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji (AI) udało się odkryć nowy antybiotyk, który może zwalczać zagrażający życiu gatunek superbakterii – informuje pismo „Nature Chemical Biology”.

Czytaj też: Aplikacja zastąpi lekarza? AI pomoże ocenić stan zdrowia dziecka. Polscy lekarze tworzą narzędzie ułatwiające diagnozę wielu chorób

Dzięki sztucznej inteligencji można było błyskawicznie wyselekcjonować spośród tysięcy potencjalnych antybiotyków te najbardziej obiecujące, by następnie przetestować je w laboratorium. W ten sposób naukowcy uzyskali silny, eksperymentalny antybiotyk o nazwie abaucyna. Będzie on jednak wymagał dalszych testów.

Sprawdź: ChatGPT nie zostanie na razie intenistą. Sztuczna inteligencja oblała egzamin

Powszechnie stosowane antybiotyki pozwalają skutecznie zwalczać infekcje bakteryjne. Jednak bakterie stopniowo stają się coraz odporniejsze na działanie antybiotyków, a nowe leki antybakteryjne od dziesięcioleci prawie się nie pojawiają. Co roku około miliona osób umiera z powodu zakażeń antybiotykoopornymi bakteriami.

Naukowcy z McMaster University (Kanada) skoncentrowali się na jednym ze sprawiających najwięcej problemów gatunków bakterii – Acinetobacter baumannii. Może ona powodować zapalenie płuc i zakażenia ran, była na przykład dużym problemem wśród rannych amerykańskich żołnierzy w Iraku czy Afganistanie. Choć nie jest szeroko znana, to jedna z trzech superbakterii, które Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) określiła jako „krytyczne” zagrożenie.

Zobacz także: Zdalnie usunięto żołądek pacjentowi z nowotworem. Czy wkrótce będą nas leczyć roboty?

Acinetobacter baumannii, często odporna na prawie każdy antybiotyk, stanowi problem w szpitalach i domach opieki, tym większy, że potrafi przetrwać na powierzchniach i sprzęcie medycznym.

By znaleźć nowy antybiotyk, naukowcy najpierw wyszkolili sztuczną inteligencję. „Ręcznie” przetestowali działanie na Acinetobacter baumannii tysięcy leków, w przypadku których znana była dokładna struktura chemiczna.

Uzyskane informacje zostały udostępnione sztucznej inteligencji, dzięki czemu mogła ona poznać właściwości chemiczne leków, które byłyby skuteczne wobec tej bakterii. Kolejnym krokiem było przedstawienie AI listy 6680 związków, których skuteczność była nieznana. Jak się okazało stworzenie krótkiej listy obiecujących substancji zajęło AI tylko półtorej godziny.

Naukowcy przetestowali 240 związków w laboratorium i znaleźli dziewięć potencjalnych antybiotyków. Jeden z nich – abaucyna – okazał się niezwykle silny. Abaucyna leczyła zakażone rany u myszy i była w stanie zabijać bakterie pochodzące z próbek pobranych od pacjentów.

Następnym krokiem będzie udoskonalenie leku w laboratorium, a potem przeprowadzenie badań klinicznych. Zdaniem ekspertów pierwszych antybiotyków wyselekcjonowanych przez AI można by się spodziewać na rynku około roku 2030.

Ciekawą cechą abaucyny jest jej selektywność: wydaje się działać tylko na Acinetobacter baumannii, nie szkodząc innym gatunkom, na przykład pożytecznym bakteriom jelitowym. Zdaniem ekspertów selektywność powinna utrudnić powstawanie odporności na ten lek i zmniejszyć prawdopodobieństwo skutków ubocznych.

Teoretycznie nie ma przeszkód, by sztuczna inteligencja przeanalizowała przydatność nawet dziesiątek milionów związków pod kątem ich przydatności w leczeniu.

Kolejne bakterie, przeciwko którym pilnie potrzebne są antybiotyki to między innymi gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) oraz pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).

Źródło:
Deep learning-guided discovery of an antibiotic targeting Acinetobacter baumannii Nature Chemical Biology

(PAP)

Autor: Paweł Wernicki
pmw/ agt/